JP2013126381A - Cell fusion method - Google Patents
Cell fusion method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013126381A JP2013126381A JP2011276285A JP2011276285A JP2013126381A JP 2013126381 A JP2013126381 A JP 2013126381A JP 2011276285 A JP2011276285 A JP 2011276285A JP 2011276285 A JP2011276285 A JP 2011276285A JP 2013126381 A JP2013126381 A JP 2013126381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- cells
- fusion
- micropores
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、大きさの異なる2つの細胞を効率的に細胞融合するための方法に関するものである。 The present invention relates to a method for efficiently fusing two cells having different sizes.
従来、大きさの異なる2つの細胞、例えば特定の抗体を産生するマウスの脾臓細胞とマウスのミエローマ細胞等の2種類の異なる細胞を融合し、1つの交雑細胞(ハイブリドーマ)とする細胞融合技術が利用されている。細胞を融合する方法として、電気的細胞融合方法が知られている。この方法は、交流電圧を印加した平行電極間に細胞を導入して細胞を数珠状に整列させ、この状態で数マイクロ秒から数十マイクロ秒単位の直流パルス電圧を電極間に印加するものであるが、実施に際して特別の習熟が不要で、簡単かつ効率よく細胞を融合させることができるという利点を有する。電気的細胞融合法は自動化に適しており、これまでに電気的細胞融合法を実施するための装置が報告されている。 Conventionally, there is a cell fusion technique in which two different types of cells, such as mouse spleen cells producing a specific antibody and mouse myeloma cells, are fused to form one hybrid cell. It's being used. As a method for fusing cells, an electric cell fusion method is known. In this method, cells are introduced between parallel electrodes to which an AC voltage is applied, the cells are arranged in a bead shape, and a DC pulse voltage of several microseconds to several tens of microseconds is applied between the electrodes in this state. However, there is an advantage that it is possible to fuse cells easily and efficiently without special learning. The electric cell fusion method is suitable for automation, and an apparatus for carrying out the electric cell fusion method has been reported so far.
本出願人もまた、細胞融合用チャンバーの細胞融合領域に対向するように配置された導電部材よりなる一対の電極と、前記一対の電極間に配置され、且つ前記一対の電極方向に貫通した微細孔を有する絶縁体とよりなる細胞融合用チャンバーを報告している(特許文献1等)。本出願人が報告した前記装置を説明すると、図1に示したように、細胞融合領域内に対向するように配置された導電部材よりなる一対の電極と、前記一対の電極方向に貫通した微細孔を形成した絶縁体からなる細胞融合容器であって、前記絶縁体が前記電極のうちどちらか一方の電極の細胞融合領域側の電極面上に配置されている細胞融合容器と、前記一対の電極に交流電圧を印加するための交流電源及び、直流パルス電圧を印加するための直流パルス電源からなり、前記交流電源により前記電極間に印加する交流電圧の波形が、前記細胞の充電と放電を周期的に繰り返す波形である細胞融合装置を用いて、前記細胞融合領域内に第1の細胞を導入し、前記波形を有する交流電圧を印加することで前記微細孔内に前記第1の細胞を固定した後、前記細胞融合領域内に第2の細胞を導入して、前記波形を有する交流電圧を印加することで前記第1の細胞に前記第2の細胞を微細孔の位置において接触させ、前記直流パルス電圧を印加して細胞融合する細胞融合方法である。
The present applicant also has a pair of electrodes made of a conductive member disposed so as to face the cell fusion region of the cell fusion chamber, and a fine electrode disposed between the pair of electrodes and penetrating in the direction of the pair of electrodes. A cell fusion chamber comprising an insulator having a hole has been reported (
また本細胞融合容器は、微細孔の直径が直径の大きい細胞の直径以下、直径の小さい細胞の直径以上である細胞融合容器であり、1つの微細孔につき1つの細胞を固定するため、前記交流電源により前記電極間に印加する交流電圧の波形が、電源により、前記細胞の充電と放電を周期的に繰り返す波形である細胞融合装置である。 The cell fusion container is a cell fusion container in which the diameter of a micropore is not more than the diameter of a cell having a large diameter and not less than the diameter of a cell having a small diameter, and the alternating current is used to fix one cell per micropore. In the cell fusion device, a waveform of an alternating voltage applied between the electrodes by a power source is a waveform in which charging and discharging of the cells are periodically repeated by the power source.
ここで、上記細胞融合方法の動作を図1を用いて説明する。まず、第1の細胞(22)として、直径の小さい細胞を細胞懸濁液(30)とともに細胞融合領域(1)に導入し、前述した波形を有する交流電圧を印加して1つの微細孔(9)につき第1の細胞1つを固定する。この場合、第1の細胞は主に誘電泳動力、重力、電極からの静電気力によって微細孔に誘導される。微細孔の直径と深さは第1の細胞の直径とほぼ等しく、第1の細胞がちょうど微細孔の中に入る。このようにすることで、微細孔の底面の電極面と第1の細胞に静電気力が発生し、第1の細胞は微細孔に確実に固定される。ここで誘電泳動力(10)とは、図2に示すように、電極間に特定の周波数の交流電圧を印加した時、上部電極(14)と微細孔(9)で覆われた下部電極のように、電気力線(12)の集中部位があると、その電気力線の集中部位(11)の方向(すなわち、微細孔の方向)に向かって細胞等の誘電体粒子を動かす力である。一般に誘電泳動力は、誘電体粒子の体積、誘電体粒子の誘電率と溶液の誘電率の差、印加電圧の2乗に比例し、細胞等に対しては高い周波数(例えば30kHz以上)の交流電圧を印加すると、電気力線の集中する部位に向かって誘電泳動力が生じる。
次に、第2の細胞(18)として、直径の大きい細胞を細胞懸濁液(30)とともに細胞融合領域(1)に導入する。このとき、第1の細胞(22)は電極との静電気力で固定されている上、周囲を微細孔(9)で囲まれているため、第2の細胞を送液することにより第1の細胞が微細孔から離脱することはほとんどない。導入された第2の細胞は、前述した波形を有する交流電圧を印加することにより、微細孔に固定された第1の細胞の上から接触し固定される。この場合、第2の細胞には、微細孔での誘電泳動力も作用するが、主に重力、第1の細胞からの静電気力によって微細孔に固定された第1の細胞に誘導される。次に、電源を直流パルス電源(6)に切り換え、細胞融合を行うための直流パルス電圧を印加することで、微細孔において接触した第1の細胞と第2の細胞を2細胞一対で細胞融合させ、融合細胞(32)を得ることができ、効率的な2細胞一対での細胞融合が可能となる。
Here, the operation of the cell fusion method will be described with reference to FIG. First, as the first cell (22), a cell having a small diameter is introduced into the cell fusion region (1) together with the cell suspension (30), and an alternating voltage having the waveform described above is applied to form one micropore ( Fix one first cell per 9). In this case, the first cell is guided to the micropore mainly by dielectrophoretic force, gravity, and electrostatic force from the electrode. The diameter and depth of the micropore is approximately equal to the diameter of the first cell, and the first cell just enters the micropore. By doing so, electrostatic force is generated on the electrode surface of the bottom surface of the micropore and the first cell, and the first cell is reliably fixed to the micropore. Here, as shown in FIG. 2, the dielectrophoretic force (10) means that the upper electrode (14) and the lower electrode covered with the fine holes (9) when an alternating voltage having a specific frequency is applied between the electrodes. Thus, when there is a concentrated part of the electric force lines (12), it is a force that moves dielectric particles such as cells toward the direction of the concentrated part (11) of the electric lines of force (that is, the direction of the micropores). . In general, the dielectrophoretic force is proportional to the volume of the dielectric particles, the difference between the dielectric constant of the dielectric particles and the dielectric constant of the solution, and the square of the applied voltage, and has a high frequency (for example, 30 kHz or more) for cells and the like. When a voltage is applied, a dielectrophoretic force is generated toward a region where electric lines of force are concentrated.
Next, as the second cell (18), a cell having a large diameter is introduced into the cell fusion region (1) together with the cell suspension (30). At this time, since the first cell (22) is fixed by the electrostatic force with the electrode and is surrounded by the micropore (9), the first cell (22) is fed by feeding the second cell. Cells rarely detach from the micropores. The introduced second cells are contacted and fixed from above the first cells fixed in the micropores by applying the AC voltage having the waveform described above. In this case, the dielectrophoretic force in the micropores also acts on the second cells, but is induced by the first cells fixed in the micropores mainly by gravity and electrostatic force from the first cells. Next, by switching the power source to the DC pulse power source (6) and applying a DC pulse voltage for cell fusion, the first cell and the second cell in contact with each other in the micropore are fused in pairs. Thus, a fused cell (32) can be obtained, and efficient cell fusion in a pair of two cells becomes possible.
しかしながら、前記特許文献1に記載された方法では、効率的な2細胞1対の細胞融合が可能となり、通常の電気細胞融合法と比べ高い融合確率が得られたが、得られた融合細胞のうち目的の抗体を産生する抗体産生融合細胞の割合が、融合確率が向上した割合ほど多くはないという課題があった。ここで融合確率とは、(融合細胞数)/(使用したBCP免疫マウス脾臓細胞数)のことを表す。また前記方法では、主に微細孔にちょうど入るような大きさの細胞が融合し、微細孔より大きい細胞や小さい細胞は融合し難いことから、細胞の大きさに幅がある場合に細胞全てをより効率的に融合する事が難しかった。さらに、前記方法では、融合させる細胞の一方を細胞融合領域内に導入して微細孔に固定後、融合させる細胞の他方を細胞融合領域内に導入して微細孔に固定していたため操作に時間がかかり、細胞の活性が、時間経過に連れて次第に落ちてくるという課題があった。
However, the method described in
本発明の目的は、かかる従来の実状に鑑みて提案されたものであり、電気的細胞融合によって2個の細胞を効率的かつ確実に融合し、目的の抗体を産生する抗体産生融合細胞を効率的により多く獲得するための新たな細胞融合方法を提供することを目的とする。 The object of the present invention has been proposed in view of the conventional situation, and an antibody-producing fused cell that efficiently and reliably fuses two cells by electric cell fusion to produce the target antibody is efficiently produced. It is an object to provide a new cell fusion method for obtaining more target.
前記目的を達成すべく本発明者らは鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。即ち本発明は、直径の異なる2個の細胞の融合方法であって、
1)融合させる細胞のうち直径の大きい細胞の直径より小さい微細孔を有する融合容器に前記細胞の混合懸濁液を導入し、
2)交流電圧を印加して導入した細胞を誘導し、
3)前記微細孔内に前記細胞を固定、かつ、当該細胞と接した状態で前記細胞を固定し、
4)交流電圧を印加しつつ、又は、交流電圧に代えて、直流パルス電圧を印加して接している直径の小さい細胞と直径の大きい細胞とを融合する、
ことを特徴とする。
以下、本発明を説明する。
As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention is a method for fusing two cells having different diameters,
1) Introducing the mixed suspension of cells into a fusion container having micropores smaller than the diameter of the cells to be fused,
2) Inducing introduced cells by applying AC voltage,
3) Fixing the cells in the micropores and fixing the cells in contact with the cells,
4) While applying an alternating voltage or replacing the alternating voltage, apply a DC pulse voltage to fuse the small diameter cell and the large diameter cell,
It is characterized by that.
The present invention will be described below.
本発明の融合方法は、2つの細胞を融合するものである。融合の対象となる2つの細胞は、その大きさが異なる細胞であれば、いかなる細胞であっても良く、例えば由来する動物種や器官についても、同一又は異なる由来の細胞が制限なく使用できる(以下、融合の対象となる2つの細胞のうち、その直径が他方よりも大きい細胞を細胞A、その直径が他方よりも小さい細胞を細胞Bと記載することがある)。 The fusion method of the present invention fuses two cells. The two cells to be fused may be any cells as long as they have different sizes. For example, for the animal species and organs from which they are derived, cells of the same or different origin can be used without limitation ( Hereinafter, of the two cells to be fused, a cell having a diameter larger than the other may be referred to as cell A, and a cell having a smaller diameter than the other may be referred to as cell B).
本発明において細胞の直径とは、細胞が球状又はほぼ球状である場合にはその直径をいい、また細胞が楕円形状その他の場合には、当該細胞が内接することとなる球の直径をいう。当然のことながら、同一種類の細胞であっても細胞毎に直径は僅かずつ異なるため、細胞A又は細胞Bとする細胞中の平均的な細胞の直径をもって直径とすることができる。また本発明で用いた細胞および大きさは、2〜15μmの脾臓細胞と5〜30μmの癌細胞である。 In the present invention, the diameter of a cell refers to the diameter when the cell is spherical or nearly spherical, and refers to the diameter of the sphere that is inscribed by the cell when the cell is elliptical or otherwise. As a matter of course, even in the same type of cells, the diameters are slightly different from cell to cell, so the average cell diameter in the cells A or B can be used as the diameter. The cells and sizes used in the present invention are 2-15 μm spleen cells and 5-30 μm cancer cells.
なお、本発明における融合対象の例として、例えば卵子と精子、遺伝子を含有したリポソームと細胞、ウイルスと細胞等にも適用できる。これらを融合することにより、例えば異なる有用な蛋白質を発現する遺伝子をそれぞれ含有する細胞を融合して、これら2つの蛋白質を同時に発現し得る単一の細胞を創出したり、例えば有用な抗体を産生する細胞と増殖能を有する細胞を融合して、有用な抗体を産生しつつ、増殖可能な細胞を創出すること等がある。 In addition, as an example of the fusion object in this invention, it can apply also to the liposome and cell, virus, cell, etc. which contain the egg and the sperm, the gene, for example. By fusing them, for example, cells each containing a gene that expresses a different useful protein can be fused to create a single cell that can simultaneously express these two proteins, or for example, to produce a useful antibody And the like, and the cells having proliferative ability are fused to produce proliferative cells while producing useful antibodies.
細胞Aと細胞Bは、融合容器への導入に先立ち、2種類の細胞を同時に融合容器へ導入させるために混合して懸濁液としておくが、懸濁液の成分としてはマンニトールやスクロースのような糖等、融合させようとする細胞Aと細胞Bを不活性化しない成分を含むものであれば良い。なお、懸濁液の伝導度は、細胞に誘電泳動力が働く必要があるため1mS以下の範囲とする。融合容器に導入する細胞Aと細胞Bの混合懸濁液を調製するに当たっては、細胞Aと細胞Bを2対1で混合することが特に好ましい。また、融合容器が複数の微細孔を有する場合には、細胞Bを少なくとも微細孔の数と同数以上使用することが好ましい。微細孔に固定される細胞Bの数を最大限にして、1回の操作によってより多数の融合細胞を得るためである。 Prior to introduction into the fusion container, cells A and B are mixed and made into a suspension in order to introduce two types of cells into the fusion container at the same time, but the suspension components such as mannitol and sucrose As long as it contains components that do not inactivate cells A and B to be fused, such as sugar. The conductivity of the suspension is set to a range of 1 mS or less because dielectrophoretic force needs to act on the cells. In preparing a mixed suspension of cell A and cell B to be introduced into the fusion container, it is particularly preferable to mix cell A and cell B two-to-one. Further, when the fusion container has a plurality of micropores, it is preferable to use at least the number of cells B equal to the number of micropores. This is to maximize the number of cells B fixed in the micropores and obtain a larger number of fused cells by one operation.
本発明の融合方法は、細胞融合領域内に直径の異なる2種類の細胞を導入し、微細孔の位置において前記細胞を接触させ融合を行う際、直径の異なる2種類の2つの細胞の接触面にかかる電界強度が、好ましくは1.0×105〜7.0×105(V/m)となるような直流パルス電圧を印加することとする。この場合、目的の抗体を産生する細胞をより多く融合することができ、抗体産生融合細胞を効率的により多く獲得することが可能となり、通常の電気的細胞融合法における抗体産生融合細胞獲得率と比べて、2倍以上の抗体産生融合細胞獲得率が得られる。またより好ましくは、直径の異なる2種類の2つの細胞の接触面にかかる電界強度が、2.0×105〜5.0×105(V/m)となるような直流パルス電圧を印加することとする。この場合、通常の電気的細胞融合法における抗体産生融合細胞獲得率の5倍以上の抗体産生融合細胞獲得率が得られる。また、2つの細胞の接触面にかかる電界強度をあまりに低くすると、目的の抗体を産生する細胞が融合されなくなり、一方で2つの細胞の接触面にかかる電界強度をあまりに高くすると、目的の抗体を産生する細胞自体が死んでしまうなど、いずれの場合も所望の融合細胞があまり得られなくなる。
また本発明の細胞融合方法は、融合の対象となる細胞Aと細胞Bを2種類の細胞を同時に融合容器へ導入させるために混合した状態で細胞容器に導入することを可能とするものである。この融合容器は、微細孔を有するが、微細孔の開口は、細胞Aの直径よりも小さい。ここで、微細孔の開口とは、微細孔の絶縁体表面に接する部分のことを言う。具体的に例えば、微細孔の開口が円状である場合、その直径を細胞Aよりも小さくすれば良い。また具体的に例えば、微細孔の開口が円状以外のものである場合、融合対象である細胞Aの柔軟性を勘案のうえ、モデルを作成する等して開口の形状と寸法を決定すれば良い。また融合容器は、細胞を混合した懸濁液を導入するための流路や、本発明の方法を実施した後の液体を容器外に排出するための流路を有していても良いし、そのような流路を形成することの代わりに、例えば容器の上蓋となる面を可動可能に取り付ける構成としておき、懸濁液の導入又は排出の際にはこの上蓋を跳ね上げるような構成とすることも例示できる。
In the fusion method of the present invention, when two types of cells having different diameters are introduced into the cell fusion region and the cells are brought into contact with each other at the position of the micropore to perform fusion, the contact surface between the two types of two cells having different diameters It is assumed that a direct-current pulse voltage is applied so that the electric field intensity applied to is preferably 1.0 × 10 5 to 7.0 × 10 5 (V / m). In this case, more cells that produce the target antibody can be fused, and more antibody-producing fused cells can be efficiently obtained. In comparison, an antibody-producing fused cell acquisition rate of 2 times or more can be obtained. More preferably, a DC pulse voltage is applied so that the electric field strength applied to the contact surface of two types of two cells having different diameters is 2.0 × 10 5 to 5.0 × 10 5 (V / m). I decided to. In this case, an antibody-producing fused cell acquisition rate of 5 times or more of the antibody-producing fused cell acquisition rate in a normal electric cell fusion method can be obtained. If the electric field strength applied to the contact surface of the two cells is too low, the cells producing the target antibody will not be fused, while if the electric field strength applied to the contact surface of the two cells is too high, the target antibody will be In any case, a desired fused cell cannot be obtained so much, for example, the produced cell itself will die.
In addition, the cell fusion method of the present invention makes it possible to introduce cells A and B to be fused into a cell container in a mixed state so that two types of cells can be simultaneously introduced into the fusion container. . This fusion container has micropores, but the opening of the micropores is smaller than the diameter of the cell A. Here, the opening of the fine hole refers to a portion in contact with the insulator surface of the fine hole. Specifically, for example, when the opening of the micropore is circular, the diameter may be smaller than that of the cell A. Further, specifically, for example, when the opening of the micropore is other than a circular shape, the shape and size of the opening are determined by creating a model or the like in consideration of the flexibility of the cell A to be fused. good. In addition, the fusion container may have a flow path for introducing a suspension in which cells are mixed, and a flow path for discharging the liquid after the method of the present invention is performed outside the container. Instead of forming such a flow path, for example, it is configured to movably attach the surface that becomes the upper lid of the container, and is configured to flip up the upper lid when introducing or discharging the suspension. This can also be illustrated.
微細孔は、その深さが細胞Aの直径の1/2以上であることが好ましい。ここで深さとは、前記開口から、微細孔底面までの距離をいう。微細孔の深さが細胞Aの直径の1/2である場合には、細胞Aが微細孔底面まで入り込むぎりぎりの深さということになる。微細孔の深さをこのように調整することによって、細胞Aが微細孔から半分以上露出するようになり、微細孔表面から離れた、電界強度がより一定である領域で、細胞Aと細胞Bとの融合を効率的に実施できるようになるからである。 The depth of the micropores is preferably 1/2 or more of the diameter of the cell A. Here, the depth refers to the distance from the opening to the bottom surface of the fine hole. When the depth of the micropore is ½ of the diameter of the cell A, it is the depth at which the cell A enters the bottom of the micropore. By adjusting the depth of the micropores in this way, the cells A are exposed more than half from the micropores, and the cells A and B in the region where the electric field strength is more constant away from the micropore surface. This is because it becomes possible to efficiently perform the fusion with.
融合容器が複数の微細孔を有する場合、各微細孔は、隣接する微細孔と等間隔に配置されることが特に好ましい。ここでいう等間隔とは、任意の微細孔の中心から隣接する微細孔の中心までの距離が等しいことをいう。これは、後述する通り融合容器中の細胞に交流電圧を印加して微細孔に誘導するに際し、各微細孔に均一な電気力線の集中を起こさせ、全ての微細孔において細胞融合を生じさせるためである。隣接する微細孔と等間隔に配置する具体的な例としては、例えば碁盤の目のように配置することが例示できる(以後、このような配置をアレイ状又はアレイ状配置等と記載することができる)。
本発明では、特に、隣接する微細孔との間隔を細胞Aの直径の0.5倍から6倍以下、特に好ましくは細胞Aの直径の1〜2倍程度とすることが好ましい。微細孔を等間隔に配置することで交流電圧を印加した際に生じる電界を均一にすることができるからである。また、微細孔の間隔をあまりに狭くすると、1つの微細孔に複数の細胞が固定される確率が高くなり、一方で微細孔の間隔をあまりに広くすると微細孔と微細孔の間に細胞が残される可能性が高くなるなど、いずれの場合も融合に寄与しないか又は所望の融合細胞とならない無駄な細胞が増えるからである。
When the fusion container has a plurality of micropores, it is particularly preferable that the micropores are arranged at equal intervals with the adjacent micropores. Here, the equal interval means that the distance from the center of an arbitrary microhole to the center of an adjacent microhole is equal. This is because, as will be described later, when an alternating voltage is applied to the cells in the fusion container and induced into the micropores, the electric lines of force are concentrated uniformly in each micropore, causing cell fusion in all the micropores. Because. As a specific example of arranging the adjacent fine holes at equal intervals, for example, it can be illustrated like a grid pattern (hereinafter, such an arrangement may be described as an array or array arrangement). it can).
In the present invention, the distance between adjacent micropores is particularly preferably 0.5 to 6 times the diameter of the cell A, and particularly preferably about 1 to 2 times the diameter of the cell A. This is because the electric field generated when the AC voltage is applied can be made uniform by arranging the fine holes at equal intervals. In addition, if the interval between the micropores is too narrow, the probability that a plurality of cells are fixed in one micropore is increased. On the other hand, if the interval between the micropores is too wide, cells are left between the micropores. This is because there is an increase in wasted cells that do not contribute to fusion or become desired fusion cells in any case, such as the possibility increases.
以上に説明した微細孔を有する融合容器は、種々の形態、形状に構成することができる。後述するように、本発明においては、融合容器中の細胞に交流電圧を付加し、微細孔に誘導する操作を行う。このため、本発明においては、融合容器の近傍に電極を配置するが、電極と融合容器を接触させる場合、融合容器は、ガラス、セラミック、樹脂等の絶縁材料で構成する。またその形状としては、例えば、筒状、錐状、柱状等を例示できる。通常、融合のために融合容器に導入される混合懸濁液の容量は数百μL〜1ml程度である事を考えれば、例えば底面が縦横2cm×2cm、高さが1mm程度の箱状のものが好ましい。なお、後述する交流電圧の印加により混合懸濁液中の細胞を効率的に誘導するためには、融合容器に混合懸濁液を導入したときに、当該細胞の誘導方向への当該混合懸濁液の高さ(幅)が0.5mm〜2mm程度となるようにすることが好ましい。また、細胞の誘導方向への当該混合懸濁液の高さ(幅)をあまりに低くすると、融合容器に細胞を充填し終わる前に底面に細胞が沈んでしまい融合容器の中に細胞が均一に導入できなくなり、一方で細胞の誘導方向への当該混合懸濁液の高さ(幅)をあまりに高くすると、細胞が重力により次第に沈降し誘電泳動力により微細孔に誘導されるまでに長い時間を要するため、効率が悪くなる。
ところで、細胞融合容器は、重力に対して垂直でも平行でもよいが、細胞は誘電泳動力以外にも重力や電極からの静電気力によっても移動するため、交流電圧印加による誘電泳動以外の移動の影響を少なくする目的で、微細孔は重力方向(通常は融合容器の底壁)に設けることが特に好ましい。
The fusion container having the fine holes described above can be configured in various forms and shapes. As will be described later, in the present invention, an operation is performed in which an alternating voltage is applied to the cells in the fusion container to induce the micropores. For this reason, in this invention, although an electrode is arrange | positioned in the vicinity of a fusion container, when making an electrode and a fusion container contact, a fusion container is comprised with insulating materials, such as glass, a ceramic, resin. Examples of the shape include a cylindrical shape, a cone shape, and a column shape. In general, considering that the volume of the mixed suspension introduced into the fusion container for fusion is about several hundred μL to 1 ml, for example, a box-like one with a bottom of 2 cm × 2 cm and a height of about 1 mm Is preferred. In order to efficiently induce the cells in the mixed suspension by applying an alternating voltage described later, when the mixed suspension is introduced into the fusion vessel, the mixed suspension in the cell induction direction is introduced. It is preferable that the height (width) of the liquid is about 0.5 mm to 2 mm. Also, if the height (width) of the mixed suspension in the cell induction direction is too low, the cells will sink to the bottom before filling the cells into the fusion container, and the cells will be uniformly distributed in the fusion container. On the other hand, if the height (width) of the mixed suspension in the cell induction direction is too high, it takes a long time for the cells to settle gradually due to gravity and be induced to micropores by dielectrophoretic force. This requires efficiency.
By the way, the cell fusion container may be perpendicular or parallel to the gravity. However, since the cell moves not only by the dielectrophoretic force but also by the electrostatic force from the gravity or the electrode, the influence of the movement other than the dielectrophoresis due to the application of the alternating voltage is applied. It is particularly preferable to provide the micropores in the direction of gravity (usually the bottom wall of the fusion vessel) for the purpose of reducing the amount.
融合容器が有する微細孔は、例えば融合容器の側壁や底壁に設けた貫通孔又は閉塞した孔であっても良いし、また融合容器を構成する壁以外に設ける場合には、例えば融合容器とは別の部材を用いて構成しても良い。 微細孔を融合容器とは別の部材を用いて構成する例として、具体的に例えば、平板状の部材に貫通孔を設けておき、それを融合容器の底面に配置することも例示できる。いずれにしても、後述する電極によって交流電圧を付加した際に、混合した細胞懸濁液中の細胞を微細孔に誘導するために、微細孔を通じて融合容器中にまで電気力線が透過するように、微細孔の配置、微細孔を形成する部材の材質、電極の配置等を勘案する。 The fine hole of the fusion container may be, for example, a through hole or a closed hole provided in the side wall or bottom wall of the fusion container. May be configured using another member. As an example of configuring the micropores using a member different from the fusion container, specifically, for example, a plate-like member may be provided with a through hole and disposed on the bottom surface of the fusion container. In any case, when an alternating voltage is applied by an electrode to be described later, in order to guide the cells in the mixed cell suspension to the micropores, the electric lines of force pass through the micropores and into the fusion container. In addition, the arrangement of the fine holes, the material of the member forming the fine holes, the arrangement of the electrodes, and the like are taken into consideration.
本発明の細胞融合方法では、融合容器に導入した細胞の混合懸濁液に対し、まず交流電圧を印加する。このために本発明では、電圧印加用の電極を使用するが、使用する電極について特に制限はない。例えば、融合容器を挟むように、それぞれ電極を配置した2枚の平板を対向して配置する構成を例示することができる。また、例えば融合容器の下部に、一対の電極を同一平面上に配置した一枚の平板を配置する構成も例示できる。(例えば図16)
本発明では、まず、細胞混合懸濁液中の細胞Aと細胞Bに対して交流電圧を印加し、微細孔に細胞を誘導して固定する。交流電圧を印加するためには、前記した電極を公知の交流電源に接続すれば良いが、この印加する交流電圧の波形は、当該交流電圧を印加することによって融合容器中の細胞の充電と放電が周期的に繰り返される波形を有する交流電圧がとすることが例示でき、かかる電圧として好ましくは0以外の値を有する電圧が一定時間変化しない時間を半周期内に1以上有する波形であり、特に好ましくはその波形が矩形波、台形波、またはこれらを組み合わせた波形となる交流電圧を印加することである。このような交流電圧を印加することにより、混合懸濁液中の細胞Aと細胞Bは微細孔に誘導される。本発明では、交流電圧を印加するに際し、この交流電圧は直流成分を有しないことが好ましい。これは、直流成分により発生した静電気力により細胞が特定の方向に偏った力を受けて移動し、誘電泳動力により細胞を微細孔に固定することを妨害したり、混合懸濁液に含まれるイオン成分が電極表面で電気反応を生じて発熱が起こり、それにより細胞が熱運動を起こして誘電泳動力による細胞の動きを制御する可能性があるからである。なお、融合容器が複数の微細孔を有する場合には、微細孔をアレイ状に配置し、かつ、配置された微細孔の全てをカバーする寸法、形状の電極を使用することにより、電極間に印加した電圧によってすべての微細孔にほぼ均等に電界が生じるようにすることが好ましい。
In the cell fusion method of the present invention, an alternating voltage is first applied to the mixed suspension of cells introduced into the fusion container. For this reason, in the present invention, an electrode for applying a voltage is used, but the electrode to be used is not particularly limited. For example, the structure which arrange | positions two flat plates which each arrange | positioned an electrode so that a fusion container may be pinched | interposed can be illustrated. For example, the structure which arrange | positions one flat plate which has arrange | positioned a pair of electrode on the same plane in the lower part of a fusion container can also be illustrated. (For example, FIG. 16)
In the present invention, first, an alternating voltage is applied to the cells A and B in the cell mixture suspension to induce and fix the cells in the micropores. In order to apply an AC voltage, the above-described electrode may be connected to a known AC power source. The waveform of the applied AC voltage is determined by charging and discharging cells in the fusion container by applying the AC voltage. Is a waveform having one or more times within a half period in which a voltage having a value other than 0 preferably does not change for a certain period of time. Preferably, an alternating voltage whose waveform is a rectangular wave, a trapezoidal wave, or a combination thereof is applied. By applying such an alternating voltage, the cells A and B in the mixed suspension are induced into the micropores. In the present invention, when an AC voltage is applied, the AC voltage preferably has no DC component. This is due to the electrostatic force generated by the DC component causing the cells to move in response to a biased force in a specific direction, which prevents the cells from being fixed in the micropores due to the dielectrophoretic force or is contained in the mixed suspension. This is because the ionic component generates an electric reaction on the electrode surface and heat is generated, which may cause the cell to perform thermal movement and control the movement of the cell due to the dielectrophoretic force. When the fusion container has a plurality of micropores, the micropores are arranged in an array, and electrodes having dimensions and shapes that cover all of the arranged micropores are used. It is preferable that an electric field is generated almost uniformly in all the fine holes by the applied voltage.
上記説明した波形の交流電圧、好ましくは融合容器中の細胞の充電と放電が周期的に繰り返される波形を有する交流電圧を付加することで、誘電泳動によって混合懸濁液中の細胞を微細孔に引き寄せることができる。印加する電圧値や周波数は電極間の距離や、融合する対象である細胞の種類や大きさ、混合懸濁液の種類によって適切な値を設定すればよい。 By adding an alternating voltage having the waveform described above, preferably an alternating voltage having a waveform in which charging and discharging of the cells in the fusion vessel are periodically repeated, the cells in the mixed suspension are made into micropores by dielectrophoresis. Can be attracted. The applied voltage value and frequency may be set appropriately depending on the distance between the electrodes, the type and size of cells to be fused, and the type of mixed suspension.
交流電圧を印加することにより、微細孔には細胞Aと細胞Bとが接触した状態で固定される。そこで、交流電圧を印加しつつ、又は交流電圧に代えて、直流パルス電圧を印加することで両細胞を融合することができる。交流電圧を印加しつつ直流パルス電圧を印加する場合には、前記した交流電圧印加用の電極とは別に直流パルス電圧印加用の電極を使用するが、印加する電圧を切り替える場合には、前記した電極を直流パルス電圧印加用電極として兼用することができる。 By applying an AC voltage, the cells A and B are fixed in contact with the micropores. Therefore, both cells can be fused by applying a DC pulse voltage while applying an AC voltage or in place of the AC voltage. When applying a DC pulse voltage while applying an AC voltage, an electrode for applying a DC pulse voltage is used separately from the electrode for applying an AC voltage. The electrode can also be used as a DC pulse voltage application electrode.
直流パルス電圧を印加すると、接触する細胞の細胞膜の電気伝導度が瞬間的に低下し、脂質二重層から構成される細胞膜の可逆的乱れとその再構成が行われることで、両者が融合される。本発明の融合方法では、後述するように、微細孔にまず細胞Aが固定され、続いてその上に細胞Bが、細胞Aに接した状態で固定される可能性が高い。ここで、一般に細胞の直径が小さいほど細胞膜の可逆的乱れを生じさせる直流パルス電圧は高くなるため、上記したように細胞Aを微細孔数の2倍以上、細胞Bを微細孔数と同等で混合した懸濁液を好ましく使用し、かつ、直流パルス電圧を適切に調整することで、細胞A同士又は細胞B同士の融合や、3個以上の細胞の誘導等を排して、細胞Aと細胞Bとが1対1で融合した融合細胞を効率的に得ることが可能となる。また細胞Aを微細孔数の3倍以上、細胞Bを微細孔数と同等で混合した懸濁液を使用した場合は、アレイ状の微細孔に細胞Bが均一に入りにくい可能性があるため、より好ましくは、細胞Aを微細孔数の2倍、細胞Bを微細孔数と同等で混合した懸濁液を使用することである。この場合、微細孔の上に細胞Aが2個連続して固定された上に細胞Bが固定される可能性が高く、直流パルス電圧を印加すると、微細孔の表面に固定された細胞Aは、強い電界強度により細胞膜が破壊されて破裂し、その上に固定された細胞Aとそれに接触した細胞Bの細胞膜の接触面は微細孔の表面から更に離れるため、細胞Aと細胞Bの接触面における電界強度は、微細孔の表面と比べより一定に近づき、この両者の融合のみが実現できるのである。
When a DC pulse voltage is applied, the electrical conductivity of the cell membrane of the contacting cell instantaneously decreases, and the cell membrane composed of the lipid bilayer is reversibly disrupted and reconstituted to fuse both. . In the fusion method of the present invention, as described later, it is highly likely that the cell A is first fixed in the micropore, and then the cell B is fixed on the cell A in contact with the cell A. Here, in general, the smaller the cell diameter, the higher the DC pulse voltage that causes reversible disturbance of the cell membrane. Therefore, as described above, the cell A is equal to or more than the number of micropores and the cell B is equal to the number of micropores. The mixed suspension is preferably used and the DC pulse voltage is adjusted appropriately to eliminate the fusion of cells A or B, induction of three or more cells, etc. It becomes possible to efficiently obtain a fused cell in which the cell B is fused on a one-to-one basis. In addition, when a suspension in which cells A are mixed at least three times the number of micropores and cells B is mixed with the number of micropores is used, cells B may not easily enter the arrayed micropores. More preferably, a suspension in which the cell A is twice the number of micropores and the cell B is mixed with the same number of micropores is used. In this case, there is a high possibility that two cells A are continuously fixed on the micropore and then the cell B is fixed. When a DC pulse voltage is applied, the cell A fixed on the surface of the micropore is Since the cell membrane is destroyed and ruptured by the strong electric field strength, the contact surface between the cell A fixed on the cell membrane and the cell membrane of the cell B in contact with the cell A is further away from the surface of the micropore. The electric field strength at the point approaches a constant value compared to the surface of the micropore, and only the fusion of the two can be realized.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明の細胞融合装置は、微細孔を形成した絶縁体を細胞融合領域側のどちらか一方の電極面上に配置することで、微細孔に細胞を確実に固定し、微細孔近傍にある2細胞一対を選択的に細胞融合させることができ、2細胞一対での細胞融合を効率的に行うことが可能となる。
(2)本発明の細胞融合方法においては、細胞融合領域内に直径の異なる2種類の細胞を混合して導入し、交流電圧を印加することで、前記微細孔内に前記細胞を固定かつ接触させ、直流パルス電圧を印加して細胞融合する方法であり、このようにすることで、操作が簡便かつ短時間で行え、さらに細胞活性をより維持したまま細胞融合を行うことが可能となる。
(3)本発明の細胞融合方法においては、細胞融合領域内に直径の異なる2種類の細胞を導入し、微細孔の位置において前記細胞を接触させ、直径の異なる2種類の2つの細胞の接触面にかかる電界強度が、1.0×105〜7.0×105(V/m)の範囲で融合することで、目的の抗体を産生する細胞をより多く融合することができ、抗体産生融合細胞を効率的により多く獲得することが可能となり、通常の電気的細胞融合法における抗体産生融合細胞獲得率と比べて、2倍以上の抗体産生融合細胞獲得率が得られる。また、直径の異なる2種類の2つの細胞の接触面にかかる電界強度が、2.0×105〜5.0×105(V/m)となるような直流パルス電圧を印加することで、通常の電気的細胞融合法における抗体産生融合細胞獲得率の5倍以上の抗体産生融合細胞獲得率が得られる。
(4)本発明の細胞融合方法においては、それぞれ直径の異なる2種類の細胞を細胞融合させる場合、細胞の濃度は直径の大きい細胞が微細孔の数の2倍以上、直径の小さい細胞が微細孔の数と同等であることがより好ましく、このようにすることで、それぞれ細胞の大きさに幅がある場合でも、直流パルス電圧を適切に調整することで、一定の電界強度の下で更により多くの細胞を2細胞一対で選択的に効率的に細胞融合することが可能となる。
(5)本発明の細胞融合装置は、微細孔の平面形状の直径が、融合させる2種類の細胞のうち直径の大きい細胞の直径より小さく、このようにすることで、細胞を有効にかつ微細孔により確実に固定することが可能となる。
(6)本発明の細胞融合方法においては、微細孔の深さが細胞Aの直径の1/2以上であり、このような細胞融合領域内に細胞Aと細胞Bを混合して導入し、交流電圧を印加することで、前記微細孔内に前記細胞Aを固定および、前記細胞Bを微細孔の位置において接触させ、直流パルス電圧を印加して細胞融合する方法であり、このようにすることで、細胞Aと細胞Bの細胞膜の接触面が微細孔の表面から離れるため、一定の高い電界強度の下で融合が起こり、より多くの細胞を2細胞一対で効率的に細胞融合することが可能となる。
(7)本発明の細胞融合装置は、微細孔が絶縁体上に複数個、アレイ状に形成されており、このようにすることで、複数の微細孔に固定した2細胞一対の細胞を同時に細胞融合させることが可能となり、2細胞一対での細胞融合を効率的に行うことが可能となる。
(8)本発明の細胞融合装置においては、微細孔の隣り合う間隔が、微細孔に入れる細胞の直径の0.5倍以上6倍以下の範囲であり、このようにすることで、1つの微細孔に1つの細胞を固定する確率を高めることができ、微細孔において2細胞を一対で接触させる確率を上げることが可能になる。
(9)本発明の細胞融合装置においては、交流電源により電極間に印加する交流電圧の波形を制御することで、1つの微細孔に1つの細胞を固定することが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In the cell fusion device of the present invention, the insulator in which the micropores are formed is arranged on one of the electrode surfaces on the cell fusion region side, so that the cells are securely fixed in the micropores, and the vicinity of the micropores The two cell pairs in the cell can be selectively fused with each other, and the cell fusion with the two cell pairs can be performed efficiently.
(2) In the cell fusion method of the present invention, two types of cells having different diameters are mixed and introduced into the cell fusion region, and an alternating voltage is applied to fix and contact the cells in the micropores. The cell fusion is performed by applying a direct-current pulse voltage. By doing so, the operation can be performed easily and in a short time, and further, the cell fusion can be performed while maintaining the cell activity.
(3) In the cell fusion method of the present invention, two types of cells having different diameters are introduced into the cell fusion region, the cells are brought into contact at the position of the micropore, and the two types of cells having different diameters are contacted. By fusing the electric field strength applied to the surface in the range of 1.0 × 10 5 to 7.0 × 10 5 (V / m), more cells that produce the target antibody can be fused. It becomes possible to efficiently obtain more production fusion cells, and an antibody production fusion cell acquisition rate of 2 times or more can be obtained as compared with the antibody production fusion cell acquisition rate in the usual electric cell fusion method. Further, by applying a DC pulse voltage such that the electric field strength applied to the contact surface of two types of two cells having different diameters is 2.0 × 10 5 to 5.0 × 10 5 (V / m). An antibody-producing fused cell acquisition rate that is 5 times or more of the antibody-producing fused cell acquisition rate in a normal electric cell fusion method can be obtained.
(4) In the cell fusion method of the present invention, when two types of cells having different diameters are fused, the concentration of the cells is more than twice the number of micropores, and the smaller diameter cells are finer. It is more preferable that the number of holes be equal, and in this way, even if there is a range of cell sizes, the DC pulse voltage can be adjusted appropriately so that the number of holes can be increased under a certain electric field strength. Thus, it becomes possible to selectively and efficiently fuse many cells in pairs of two cells.
(5) In the cell fusion device of the present invention, the diameter of the planar shape of the micropore is smaller than the diameter of the cell having the larger diameter among the two types of cells to be fused. It can be securely fixed by the hole.
(6) In the cell fusion method of the present invention, the depth of the micropore is ½ or more of the diameter of the cell A, and the cells A and B are mixed and introduced into such a cell fusion region, This is a method of immobilizing the cells A in the micropores by applying an AC voltage, bringing the cells B into contact with the micropores, and applying a DC pulse voltage to fuse the cells. Thus, since the contact surface of the cell membrane of cell A and cell B is separated from the surface of the micropore, fusion occurs under a constant high electric field strength, and more cells can be efficiently fused in a pair of two cells. Is possible.
(7) In the cell fusion device of the present invention, a plurality of micropores are formed in an array on an insulator. By doing so, a pair of two cells fixed in the plurality of micropores can be simultaneously obtained. Cell fusion is possible, and cell fusion in a pair of two cells can be performed efficiently.
(8) In the cell fusion device of the present invention, the interval between adjacent micropores is in the range of 0.5 to 6 times the diameter of the cells to be inserted into the micropore. The probability of fixing one cell in the micropore can be increased, and the probability of bringing two cells into contact with each other in the micropore can be increased.
(9) In the cell fusion device of the present invention, it is possible to fix one cell in one minute hole by controlling the waveform of the AC voltage applied between the electrodes by the AC power source.
1:融合領域
2:電極
3:導電線
4:電源
5:交流電源
6:直流パルス電源
7:切換スイッチ
8:絶縁体
9:微細孔
10:誘電泳動力
11:電気力線の集中部位
12:電気力線
13:融合容器
14:上部電極
15:下部電極
16:スペーサー
17:微細孔A′
18:細胞A
19:導入口
20:排出口
21:微細孔B′
22:細胞B
23:ITO
24:ガラス
25:レジスト
26:露光用フォトマスク
27:露光
28:微細孔付き絶縁体一体型下部電極
29:現像液
30:細胞懸濁液
31:ピーク電圧
32:融合細胞
33:電極a
34:電極b
35:櫛状電極
1: Fusion region 2: Electrode 3: Conductive wire 4: Power supply 5: AC power supply 6: DC pulse power supply 7: Changeover switch 8: Insulator 9: Fine hole 10: Dielectrophoretic force 11: Concentration part of electric force line 12: Line of electric force 13: Fusion container 14: Upper electrode 15: Lower electrode 16: Spacer 17: Microhole A '
18: Cell A
19: Inlet 20: Outlet 21: Fine hole B '
22: Cell B
23: ITO
24: Glass 25: Resist 26: Photomask for exposure 27: Exposure 28: Insulator-integrated lower electrode with fine holes 29: Developer 30: Cell suspension 31: Peak voltage 32: Fusion cell 33: Electrode a
34: Electrode b
35: Comb electrode
以下、本発明を更に詳細に説明するためにその一実施形態を図面に基づき説明する。 In the following, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings in order to explain the present invention in more detail.
図3は、本発明の細胞融合方法を実施するために使用できる装置の概念図を示す。この装置は大きく分けて、融合容器(13)と電源(4)から構成される。融合容器は電極と一体に構成されており、上部電極(14)と下部電極(15)の間に、スペーサー(16)を配置し、微細孔(9)を形成した絶縁体(8)を下部電極の細胞融合領域側に配置した構成を有する。上部電極と下部電極の材質は導電部材であって化学的に安定な部材であればとくに制限はなく、白金、金、銅などの金属やステンレスなどの合金及び、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)等の透明導電性材料を成膜したガラス基板などでも良いが、細胞の融合状況を観察するためには、ITOなどの透明導電性材料を成膜したガラス基板を電極として用いることが好ましい。 FIG. 3 shows a conceptual diagram of an apparatus that can be used to carry out the cell fusion method of the present invention. This apparatus is roughly divided into a fusion container (13) and a power source (4). The fusion vessel is constructed integrally with the electrode, and a spacer (16) is arranged between the upper electrode (14) and the lower electrode (15), and the insulator (8) in which the fine holes (9) are formed is provided at the lower part. It has the structure arrange | positioned at the cell fusion region side of the electrode. The material of the upper electrode and the lower electrode is not particularly limited as long as it is a conductive member and is a chemically stable member. An alloy such as platinum, gold, copper or an alloy such as stainless steel or ITO (Indium Tin Oxide) Although a glass substrate or the like on which a transparent conductive material such as tin) is formed may be used, in order to observe the cell fusion state, it is preferable to use a glass substrate on which a transparent conductive material such as ITO is formed as an electrode. .
上部電極と下部電極の面積等の寸法には特に制限はないが、取り扱いやすいサイズとして、例えば、縦70mm×横40mm×厚さ1mm程度のサイズが好ましい。 There are no particular limitations on the dimensions of the upper electrode and the lower electrode, but a size that is easy to handle is preferably, for example, a size of about 70 mm long × 40 mm wide × 1 mm thick.
スペーサーは、上部電極と下部電極が直接接触しないようにし、かつ融合容器に細胞混合懸濁液を保持するスペースを確保するためのものであり、その下部には微細孔を構成する貫通孔を有した絶縁体が配置されている。その材質は絶縁材料であればよく、例えばガラス、セラミック、樹脂等が例示できる。またスペーサーには、融合容器に細胞を導入したり、融合を実施した後の懸濁液を排出するための導入流路及びそれに連通する導入口(19)と、排出流路及びそれに連通する排出口(20)を設けることもできる。 The spacer is used to prevent the upper electrode and the lower electrode from coming into direct contact and to secure a space for holding the cell mixture suspension in the fusion container. Insulators are arranged. The material should just be an insulating material, for example, glass, ceramic, resin etc. can be illustrated. In addition, the spacer includes an introduction channel for introducing cells into the fusion container and discharging the suspension after the fusion and an introduction port (19) communicating with the introduction channel, a discharge channel and a discharge communicating with the introduction channel. An outlet (20) can also be provided.
スペーサーのサイズは上部電極と下部電極が接触しなければ特に制限はないが、電極の全面を有効に使用し得るサイズが好ましい。例えば、電極サイズが縦70mm×横40mm程度であれば、スペーサーのサイズは例えば縦40mm×横40mm程度である。本質的に融合容器として機能する領域部分(1)は、スペーサー、上部電極及び微細孔を形成した絶縁体により形成されるスペーサーの内側の空間部分ということになるが、この空間部分を創出するスペーサーの厚みは、懸濁液を例えば数μL〜数mL程度入れる容量があればよく、例えば、スペーサーのサイズが縦40mm×横40mm程度の場合、スペーサーの内側の空間は、縦20mm×横20mm程度であればよく、スペーサーの厚みは0.5〜2.0mm程度であればよい。 The size of the spacer is not particularly limited as long as the upper electrode and the lower electrode are not in contact with each other, but a size that can effectively use the entire surface of the electrode is preferable. For example, if the electrode size is approximately 70 mm long × 40 mm wide, the size of the spacer is, for example, approximately 40 mm long × 40 mm wide. The region portion (1) that essentially functions as a fusion container is a space portion inside the spacer formed by the insulator formed with the spacer, the upper electrode, and the fine holes, and the spacer that creates this space portion. For example, when the size of the spacer is about 40 mm long × about 40 mm wide, the space inside the spacer is about 20 mm long × 20 mm wide. The thickness of the spacer may be about 0.5 to 2.0 mm.
スペーサーの下部に配置される絶縁体(8)には微細孔(9)が形成されている。この絶縁体(8)の材質は、例えばガラス、セラミック、樹脂等の絶縁材料であれば特に制限はないが、貫通した微細孔を形成させる必要があることから、樹脂等の比較的加工が容易な材料が好ましい。樹脂に貫通した微細孔を形成する手段としては、形成する微細孔の位置にレーザーを照射する方法や、微細孔の位置に貫通孔を形成するためのピンを有する金型を用いて成形する方法などの既知の方法を用いればよい。また、絶縁体にUV硬化性樹脂などを用いる場合は、微細孔に相当するパターンを描画した露光用フォトマスクを用いて一般的なフォトリソグラフィー(露光)とエッチング(現像)により貫通した微細孔を形成することができる。絶縁体に複数の微細孔を形成する場合は、絶縁体にUV硬化性樹脂を用いて、一般的なフォトリソグラフィーとエッチングによる方法で微細孔を形成することが好ましい。 A fine hole (9) is formed in the insulator (8) disposed under the spacer. The material of the insulator (8) is not particularly limited as long as it is an insulating material such as glass, ceramic, resin, etc., but since it is necessary to form a through hole, it is relatively easy to process the resin or the like. Are preferred. As a means for forming fine holes penetrating the resin, a method of irradiating a laser at the position of the fine hole to be formed, or a method of molding using a mold having a pin for forming the through hole at the position of the fine hole A known method such as the above may be used. In addition, when UV curable resin or the like is used for the insulator, a fine hole penetrating through general photolithography (exposure) and etching (development) using an exposure photomask on which a pattern corresponding to the fine hole is drawn is formed. Can be formed. When forming a plurality of fine holes in the insulator, it is preferable to form the fine holes by a general photolithography and etching method using a UV curable resin for the insulator.
図4は、図3の融合容器のAA’断面図を示した概略図である。上部電極(14)、スペーサー(16)、絶縁体(8)、下部電極(15)を図4のように張り合わせる手段としては、それぞれを接着剤で張り合わせる、加圧した状態で過熱して融着させる、等の方法や、スペーサーを表面粘着性のあるPDMS(poly−dimethylsiloxane)やシリコンシートのような樹脂を用いて作製することで圧着することにより張り合わせる方法など、既知の方法を用いればよい。このようにすることで図4に示した実質的な融合容器である領域(1)を形成することができる。 FIG. 4 is a schematic view showing an AA ′ cross-sectional view of the fusion container of FIG. 3. As a means of bonding the upper electrode (14), the spacer (16), the insulator (8), and the lower electrode (15) as shown in FIG. 4, each of them is bonded with an adhesive and heated in a pressurized state. Known methods are used, such as a method of fusing, and a method in which the spacers are bonded together by being made using a resin such as PDMS (poly-dimethylsiloxane) having a surface adhesive property or a silicon sheet. That's fine By doing in this way, the area | region (1) which is a substantial fusion container shown in FIG. 4 can be formed.
細胞容器の上部電極と下部電極には導電線(3)を介して電源(4)が接続されている。電源(4)は交流電圧の波形を上部電極(14)と下部電極(15)の電極間に印加する交流電源と、細胞融合させるための直流パルス電圧を上部電極と下部電極の電極間に印加する直流パルス電源から構成されており、交流電源(5)と直流パルス電源(6)は、切換スイッチ(7)等の切換機構により適宜切り換えて使用することができる。 A power source (4) is connected to the upper and lower electrodes of the cell container via a conductive wire (3). The power source (4) applies an AC voltage waveform between the upper electrode (14) and the lower electrode (15), and a DC pulse voltage for cell fusion between the upper electrode and the lower electrode. The AC power source (5) and the DC pulse power source (6) can be used by appropriately switching them using a switching mechanism such as a selector switch (7).
本発明の細胞融合方法に用いる交流電源は、細胞が微細孔に固定できれば特に制限はなく例えば、ピーク電圧が1V〜20V程度、周波数30kHz〜3MHz程度の正弦波、矩形波、三角波、台形波等の交流電圧を出力できる交流電源などで良い。 The AC power source used in the cell fusion method of the present invention is not particularly limited as long as the cells can be fixed in the micropores. For example, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, etc. with a peak voltage of about 1 V to 20 V and a frequency of about 30 kHz to 3 MHz. An AC power source that can output the AC voltage is acceptable.
本発明の細胞融合方法では、1つの微細孔に1つの細胞を固定した方がより効率的な細胞選別を行うことが可能となるが、1つの微細孔につき1つの細胞を固定するための交流電圧の波形としては、矩形波であることが好ましい。その理由として、図5〜図8に示すように、交流電圧の波形が正弦波(図5)、三角波(図6)、台形波(図7)に比べて、矩形波(図8)は瞬時に設定したピーク電圧(31)に到達するため、細胞が微細孔に速やかに動くため、細胞が重なって微細孔に入る確率が低くなり、従って、1つの微細孔につき1つの細胞を固定する確率が高くなる。また、細胞は電気的にコンデンサーと見なすことができ、矩形波のピーク電圧が変化しない間は、微細孔に入った細胞には電流が流れにくくなるため、電気力線が生じにくく、細胞の入った微細孔には誘電泳動力が発生しにくくなるため、一度微細孔に細胞が入ると、別の細胞がその微細孔に入る確率が低くなり、電気力線が生じ誘電泳動力が発生している空の微細孔に順次細胞が入っていき、細胞融合領域内にアレイ状に配置された全ての微細孔に細胞を均一に固定することが可能となる。
また、正弦波や三角波のように常に電圧が連続的に変化する交流電圧の波形では、複数の細胞が集中して固定される微細孔と、細胞が全く固定されない微細孔があり、1つの微細孔につき1つの細胞を固定すること、および全ての微細孔に細胞を均一に固定することが難しい。
また本発明の細胞融合方法で用いる交流電圧の波形は、直流成分を有しないことが好ましい。これは、直流成分により発生した静電気力により細胞が特定の方向に偏った力を受けて移動するため誘電泳動力により細胞を微細孔に固定することが困難になること、また細胞を含有する懸濁液に含まれるイオンが電極表面で電気反応を生じて発熱が起こり、それにより細胞が熱運動を起こすため、誘電泳動力により細胞の動きを制御することができなくなり細胞を微細孔に引き寄せることが困難となるためである。
本発明の細胞融合方法に用いる直流パルス電源は、微細孔あるいはその近傍にて互いに接触した第1の細胞と第2の細胞を細胞融合することができる直流パルス電圧を発生させることができれば特に制限はなく、例えば、直流パルス電圧として、50V〜1000V、パルス幅10μsec〜50μsec程度の直流パルス電圧を出力できる直流パルス電源であれば特に制限は無い。
本発明の細胞融合方法では、絶縁体を貫通する微細孔の平面形状の直径は、微細孔に固定する細胞の直径より小さく、さらに複数の微細孔の隣り合う間隔が、固定する細胞の直径の0.5〜6倍の範囲であることで、絶縁体上にアレイ状に形成した複数の微細孔において、1つの微細孔につき1つの細胞を固定することおよび全ての微細孔に細胞を均一に固定することが可能となる。
図9〜図11には本発明の細胞融合方法において、微細孔に細胞が入る過程の概念図を示すものである。絶縁体(8)の厚みは細胞A(18)及び細胞B(22)の直径の1/2より大きく、微細孔の内径は細胞X及び細胞Yの直径よりも小さい。また、図10に示すように微細孔A’(17)に細胞Xが入った後、図11に示すように微細孔B’(21)に細胞Yが入る場合を想定している。
In the cell fusion method of the present invention, it is possible to perform more efficient cell sorting by fixing one cell in one micropore, but AC for fixing one cell per one micropore. The voltage waveform is preferably a rectangular wave. The reason for this is that, as shown in FIGS. 5 to 8, the waveform of the AC voltage is instantaneous compared to the sine wave (FIG. 5), the triangular wave (FIG. 6), and the trapezoidal wave (FIG. 7). Since the cell quickly moves into the micropores because the peak voltage (31) set in is reached, the probability that the cells overlap and enter the micropores is low, and thus the probability of fixing one cell per micropore Becomes higher. In addition, cells can be regarded as capacitors electrically, and while the peak voltage of the rectangular wave does not change, it is difficult for current to flow into the cells that have entered the micropores. Since the dielectrophoretic force is less likely to be generated in the micropores, once a cell enters the micropore, the probability that another cell enters the micropore is reduced, and electric lines of force are generated to generate dielectrophoretic force. The cells sequentially enter the empty micropores, and the cells can be uniformly fixed in all the micropores arranged in an array in the cell fusion region.
In addition, in the waveform of an alternating voltage in which the voltage continuously changes like a sine wave or a triangular wave, there are micropores where a plurality of cells are concentrated and fixed, and micropores where the cells are not fixed at all. It is difficult to fix one cell per hole and to fix cells uniformly in all micropores.
Moreover, it is preferable that the waveform of the alternating voltage used with the cell fusion method of this invention does not have a direct-current component. This is because the cells move by receiving a biased force in a specific direction due to the electrostatic force generated by the DC component, and it becomes difficult to fix the cells in the micropores due to the dielectrophoretic force. Ions contained in the suspension cause an electrical reaction on the electrode surface, generating heat, causing the cells to undergo thermal motion, and the cell movement cannot be controlled by the dielectrophoretic force, attracting the cells to the micropores. This is because it becomes difficult.
The DC pulse power source used in the cell fusion method of the present invention is particularly limited as long as it can generate a DC pulse voltage capable of cell fusion of the first cell and the second cell that are in contact with each other at or near the micropore. For example, there is no particular limitation as long as it is a DC pulse power supply capable of outputting a DC pulse voltage of about 50 V to 1000 V and a pulse width of about 10 μsec to 50 μsec as the DC pulse voltage.
In the cell fusion method of the present invention, the diameter of the planar shape of the micropore penetrating the insulator is smaller than the diameter of the cell fixed to the micropore, and the interval between the plurality of micropores is equal to the diameter of the cell to be fixed. In the range of 0.5 to 6 times, in a plurality of micropores formed in an array on an insulator, one cell is fixed per micropore and cells are uniformly distributed in all micropores It can be fixed.
FIG. 9 to FIG. 11 show conceptual diagrams of processes in which cells enter micropores in the cell fusion method of the present invention. The thickness of the insulator (8) is larger than ½ of the diameters of the cells A (18) and B (22), and the inner diameters of the micropores are smaller than the diameters of the cells X and Y. Further, it is assumed that after the cell X enters the micropore A ′ (17) as shown in FIG. 10, the cell Y enters the micropore B ′ (21) as shown in FIG.
本発明の細胞融合方法は、以上のような特徴を持つ細胞融合装置を用いて、以上のような交流電圧を印加することによって、細胞Aと細胞Bを混合して導入し、全ての微細孔に均一に細胞を固定および、もう1つの細胞を微細孔の位置において接触させる。ここで、細胞Aは細胞Bよりも直径が大きいため、融合容器中に混合して導入すると、細胞Aの方が重力により細胞Bより先に沈みやすいこと、および誘電泳動力が細胞の半径の3乗に比例にすることから、細胞Aの方が細胞Bより先に微細孔に固定されやすいことになる。このため、重力と誘電泳動力により、微細孔には細胞Aが先に固定され、その上に細胞Bが固定されやすくなる。これに対し、1つの微細孔に細胞Aを固定した後、固定した細胞Aのさらに上から細胞Bを固定する場合は、細胞Bには誘電泳動力、重力、及び細胞Aの静電気力が作用し細胞Aと接触する。しかしながら、前述した理由により、微細孔を細胞Aが塞いでしまうため電流が流れにくくなることで電気力線の発生が抑制され、細胞Bに作用する誘電泳動力が弱くなる。従って、細胞Bを、微細孔に固定した細胞A上に1つずつ接触させる確率が低下する。一方、細胞Aと細胞Bを混合して導入し、交流電圧を印加する場合に、細胞Aの濃度(個数)を細胞Bの濃度(個数)よりも高く(多く)し、融合容器に過剰に導入することで、細胞Aと細胞Bの接触確率や、目的抗体を産生する細胞の獲得率を向上することが可能となる。 The cell fusion method of the present invention uses the cell fusion apparatus having the above-described characteristics to apply and mix the cells A and B by applying the AC voltage as described above, so that all the micropores are introduced. Fix the cells uniformly and contact another cell at the location of the micropores. Here, since the cell A has a larger diameter than the cell B, when mixed and introduced into the fusion container, the cell A tends to sink earlier than the cell B due to gravity, and the dielectrophoretic force is equal to the radius of the cell. Since it is proportional to the third power, the cell A is more likely to be fixed in the micropore before the cell B. For this reason, due to gravity and dielectrophoretic force, the cells A are first fixed in the micropores, and the cells B are easily fixed thereon. On the other hand, when the cell A is fixed to one micropore and then the cell B is fixed from above the fixed cell A, the cell B is subjected to dielectrophoretic force, gravity, and the electrostatic force of the cell A. Contact with cell A. However, for the reasons described above, since the cells A block the micropores, the current does not easily flow, so that the generation of electric lines of force is suppressed, and the dielectrophoretic force acting on the cells B is weakened. Therefore, the probability that the cells B are brought into contact with the cells A fixed to the micropores one by one is lowered. On the other hand, when the cells A and B are mixed and introduced and an AC voltage is applied, the concentration (number) of the cells A is made higher (more) than the concentration (number) of the cells B, so By introducing, it becomes possible to improve the contact probability between the cells A and B and the acquisition rate of cells producing the target antibody.
図12に示したように、融合容器(1)に、細胞A(18)と細胞B(22)を混合した懸濁懸濁液(30)で導入し、前述した波形を有する交流電圧を印加して微細孔(9)に細胞を固定する。この場合、細胞は主に誘電泳動力、重力、電極からの静電気力によって微細孔に誘導されるとともに、重力、およびそれぞれの細胞からの静電気力によって細胞同士が接触し微細孔に固定される。なお、直径の大きい細胞Aの方が、直径の小さい細胞Bより先に固定されやすい。ここで細胞Aの数に特に制限はないが、細胞Aを有効に使用することを考慮すると、微細孔の数と同等であることが好ましい。次に、電源を直流パルス電源(6)に切り換え、細胞融合を行うための直流パルス電圧を印加することで、微細孔において接触した細胞Aと細胞Bを2細胞一対で細胞融合させ、融合細胞(32)を得ることができる。 As shown in FIG. 12, the suspension vessel (30) in which the cell A (18) and the cell B (22) are mixed is introduced into the fusion vessel (1), and an AC voltage having the waveform described above is applied. Then, the cells are fixed in the micropores (9). In this case, the cells are guided to the micropores mainly by dielectrophoretic force, gravity, and electrostatic force from the electrodes, and the cells come into contact with each other and are fixed to the micropores by gravity and electrostatic force from each cell. The cell A having a larger diameter is more likely to be fixed before the cell B having a smaller diameter. Here, the number of cells A is not particularly limited, but considering the effective use of cells A, the number is preferably equal to the number of micropores. Next, the power source is switched to a direct current pulse power source (6), and a direct current pulse voltage for cell fusion is applied to cause cell A and cell B in contact with each other in the micropores to be fused in a pair of cells, so that fused cells (32) can be obtained.
微細孔では電気力線の集中が生じるため、微細孔付近の電界強度は、図13に示すように微細孔内の電極面の電界強度が最も高く、絶縁膜面からもう一方の電極に向けて次第に電界強度が弱くなる。図13は、一方の電極に任意の膜厚の絶縁膜に任意の直径と深さを有する微細孔を1個配置し、電極間に任意の電圧を印加した場合の電界強度を有限要素法を用いて計算したものである。縦軸が電界強度を最大の電界強度で正規化した値であり、横軸は電極間の位置である。横軸の原点に絶縁膜を配置した電極が存在している。絶縁膜面は図中の点線で示した位置に相当し、横軸の原点から点線までの範囲が絶縁膜厚に相当する。今回行った計算では、絶縁膜の材質や厚み、微細孔の大きさや深さにあまり大きく依存せず、図13に示すように微細孔表面の電界強度は、微細孔表面から離れるに従って小さくなる。 Since electric field lines are concentrated in the fine holes, the electric field strength in the vicinity of the fine holes has the highest electric field strength on the electrode surface in the fine holes, as shown in FIG. 13, from the insulating film surface to the other electrode. The electric field strength gradually decreases. FIG. 13 shows a finite element method for calculating the electric field strength when an arbitrary voltage is applied between electrodes by arranging one minute hole having an arbitrary diameter and depth in an insulating film of an arbitrary thickness on one electrode. It is calculated using. The vertical axis is the value obtained by normalizing the electric field intensity with the maximum electric field intensity, and the horizontal axis is the position between the electrodes. There is an electrode in which an insulating film is arranged at the origin of the horizontal axis. The insulating film surface corresponds to the position indicated by the dotted line in the figure, and the range from the origin of the horizontal axis to the dotted line corresponds to the insulating film thickness. In the calculation performed this time, the electric field strength on the surface of the micropore decreases as the distance from the surface of the micropore decreases, as shown in FIG. 13, without depending on the material and thickness of the insulating film and the size and depth of the micropore.
一般に電気的細胞融合法は、前述したように、細胞融合させるための直流パルス電圧を印加することで細胞膜の電気伝導度が瞬間的に低下し、脂質二重層から構成される細胞膜の可逆的乱れとその再構成が行われることで細胞融合させる。一般に細胞の直径が小さいほど細胞膜の可逆的乱れを生じさせる直流パルス電圧は高くなるこのため、直径の大きい細胞を細胞A、直径の小さい細胞を細胞Bとして細胞Aと細胞Bを好ましくは2対1の割合で混合した懸濁液を融合容器に導入し、前述した波形を有する交流電圧を印加して微細孔に細胞A、細胞Bの順に固定し、適切な電圧の直流パルス電圧を印加することで、細胞Aと細胞Bが1対1で融合した融合細胞を効率的に得ることが可能となる。また、図13に示すように、電界強度は微細孔の表面から離れるに従って次第に小さくなり一定になるために、細胞Aと細胞Bの細胞膜の接触面における電界強度は、微細孔の表面と比べ一定に近づく。このようにすることで、直径の異なる細胞Aと細胞Bを細胞融合させる場合、それぞれ細胞の大きさに幅がある場合でも、直流パルス電圧を適切に調整することで、一定の電界強度の下でより多くの細胞を効率的に細胞融合することが可能となるのである。逆に言えば、この目的のため、細胞の濃度(個数)は、細胞Aと細胞Bとが2対1となるように使用することが好ましく、また細胞Aを微細孔の数の2倍(細胞Bを微細孔の数と同等)とすることが好ましいのである。参考のために述べれば、微細孔の上に細胞Aが2個連続して固定された上に細胞Bが固定されたとしても、直流パルス電圧を印加すると、微細孔の表面に固定された細胞Aは、強い電界強度により細胞膜が破壊されて破裂し、その上に固定された細胞Aとそれに接触した細胞Bの細胞膜の接触面は微細孔の表面から更に離れるため、細胞Aと細胞Bの接触面における電界強度は、微細孔の表面と比べより一定に近づき、この両者の融合のみが実現できるのである。 In general, as described above, in the electric cell fusion method, by applying a DC pulse voltage for cell fusion, the electric conductivity of the cell membrane is instantaneously reduced, and the reversible disturbance of the cell membrane composed of lipid bilayers. And the cell is fused by reconfiguration. In general, the smaller the cell diameter, the higher the direct-current pulse voltage causing reversible disturbance of the cell membrane. For this reason, the cell A and the cell B are preferably paired with the cell A having the larger diameter and the cell B having the smaller diameter. The suspension mixed at a ratio of 1 is introduced into the fusion container, the AC voltage having the waveform described above is applied to fix the cells A and B in the micropores in this order, and a DC pulse voltage of an appropriate voltage is applied. Thus, it is possible to efficiently obtain a fused cell in which cell A and cell B are fused one-on-one. Further, as shown in FIG. 13, the electric field strength gradually decreases and becomes constant as the distance from the surface of the micropores becomes constant, so that the electric field strength at the contact surface between the cell membranes of cell A and cell B is constant compared to the surface of the micropores. Get closer to. In this way, when cells A and B having different diameters are fused, even if there is a range of cell sizes, by adjusting the DC pulse voltage appropriately, Thus, it becomes possible to efficiently fuse more cells. Conversely, for this purpose, the cell concentration (number) is preferably 2 to 1 between cell A and cell B, and cell A is twice the number of micropores ( It is preferable that the cell B be equal to the number of micropores). For reference, even if two cells A are continuously fixed on the micropore and the cell B is fixed, the cells fixed on the surface of the micropore when the DC pulse voltage is applied. In A, the cell membrane is destroyed and ruptured by a strong electric field strength, and the contact surface between the cell A immobilized on the cell membrane and the cell membrane of the cell B in contact with it is further away from the surface of the micropores. The electric field strength at the contact surface is closer to that of the surface of the micropore, and only the fusion of the two can be realized.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更が可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Needless to say, the present invention is not limited to these examples, and can be arbitrarily changed without departing from the scope of the invention.
図3に実施例1に用いた細胞融合装置の概念図を示す。細胞融合装置は大きく分けて、細胞融合容器(13)と電源(4)から構成される。細胞融合容器は、図3に示すように上部電極(14)と下部電極(15)の間に、スペーサー(16)を配置し、複数の微細孔をアレイ状に形成した絶縁体(8)をスペーサーと下部電極で挟んだ構造を有する。 FIG. 3 shows a conceptual diagram of the cell fusion device used in Example 1. The cell fusion device is roughly divided into a cell fusion container (13) and a power source (4). As shown in FIG. 3, the cell fusion container has an insulator (8) in which a spacer (16) is arranged between an upper electrode (14) and a lower electrode (15), and a plurality of micropores are formed in an array. It has a structure sandwiched between a spacer and a lower electrode.
上部電極と下部電極は、縦70mm×横40mm×厚さ1mmのパイレックス(登録商標)基板に、ITOを成膜(膜厚150nm)したものを用いた。スペーサーは、縦40mm×横40mm×厚さ1.5mmのシリコンシートの中央を縦20mm×横20mmにくりぬいた形状にして用いた。また、図3に示すように、細胞が含有した細胞懸濁液を導入、排出するための導入口(19)と排出口(20)を設けた。複数の微細孔を有する絶縁体(8)は、図14に示すフォトリソグラフィーとエッチングによる方法により、下部電極(15)と複数の微細孔をアレイ状に形成した絶縁体を一体形成した微細孔付き絶縁体一体型下部電極(28)を用いた。
まず、ITO(23)を成膜したパイレックス(登録商標)ガラス(24)のITO成膜面にレジスト(25)を2.5μmの膜厚になるようスピンコーターを用いて塗布し、45分自然乾燥後、ホットプレートを用いてプリベーク(80℃、15分)を行った。レジストにはキシレン系のネガタイプレジストを用いた。次に、縦30mm×横30mmのエリアに、微細孔と微細孔の縦と横の間隔が20μmで、縦1500個×横1500個のアレイ状に並べた直径φ8.5μmの微細孔パターンを描いた露光用フォトマスク(26)を用いて、UV露光機にてレジストを露光(27)し、現像液(29)で現像した。露光時間と現像時間は、微細孔の深さがレジストの膜厚と等しい5μmになるように調整し、微細孔の底面にITOが露出するようにした。現像後、ホットプレートを用いてポストベーク(115℃、30分)を行いレジストを固めた。このようにして作製した上部電極(14)、スペーサー(16)、微細孔付き絶縁体一体型下部電極(28)を図4のように積層し圧着した。図4は、図3に示した細胞融合容器のAA’断面図である。シリコンシートの表面は粘着性があり、圧着することで各部品は密着し、細胞を含有した細胞懸濁液を漏れなく細胞融合容器の中に入れることができた。スペーサーをくりぬいた面積が縦20mm×横20mmであることから、この空間に存在する微細孔の数は約100万個である。また、電極間に電圧を印加する電源は、交流電源として信号発生器(エヌエフ回路設計ブロック製、WF1966)、直流パルス電源として細胞融合用電源(ネッパジーン製、LF101)を導電線(3)を介して接続し、交流電源と直流パルス電源は切換スイッチにより電極への接続を切り換えられるようにした。
なおここで、微細孔付き絶縁体一体型下部電極(28)の微細孔の直径は、融合させる2種類の細胞のうち直径の大きい細胞の直径より小さいことを特徴とする。
The upper electrode and the lower electrode were formed by depositing ITO (film thickness 150 nm) on a Pyrex (registered trademark)
First, a resist (25) was applied to the ITO film-forming surface of Pyrex (registered trademark) glass (24) on which ITO (23) was formed using a spin coater so as to have a film thickness of 2.5 μm. After drying, pre-baking (80 ° C., 15 minutes) was performed using a hot plate. A xylene negative resist was used as the resist. Next, in the area of 30 mm length × 30 mm width, a micro hole pattern with a diameter of 8.5 μm arranged in an array of 1500 vertical x 1500 horizontal, with the vertical and horizontal spacing of the fine holes being 20 μm is drawn. The resist was exposed (27) with a UV exposure machine using the exposure photomask (26), and developed with a developer (29). The exposure time and development time were adjusted so that the depth of the micropores was 5 μm, which was equal to the film thickness of the resist, so that the ITO was exposed on the bottom surface of the micropores. After development, the resist was hardened by post-baking (115 ° C., 30 minutes) using a hot plate. The upper electrode (14), the spacer (16), and the insulator-integrated lower electrode (28) with fine holes were laminated and pressure-bonded as shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the cell fusion container shown in FIG. 3 taken along the line AA ′. The surface of the silicon sheet was sticky, and the parts were brought into close contact with each other by pressure bonding, and the cell suspension containing the cells could be put into the cell fusion container without leakage. Since the area where the spacer is hollowed is 20 mm long × 20 mm wide, the number of micropores existing in this space is about 1 million. The power source for applying a voltage between the electrodes is a signal generator (NF circuit design block, WF1966) as an AC power source, and a cell fusion power source (Neppagene, LF101) as a DC pulse power source via a conductive wire (3). The AC power supply and DC pulse power supply can be switched to the electrode by a changeover switch.
Here, the diameter of the micropore of the insulator-integrated lower electrode with micropore (28) is smaller than the diameter of the cell having a larger diameter among the two types of cells to be fused.
BCP(Blue Carrier Immunogenic Protein)抗原で免疫したBCP免疫マウス脾臓細胞(φ5μm)とマウスミエローマ細胞(φ10μm)を用いた。なお、BCP抗原で免疫したマウス脾臓細胞の中には、BCP抗体産生細胞が存在する。BCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:2で混合し、両方の細胞を300mMの濃度のマンニトール水溶液に懸濁させ、5.0×106個/mLの密度になるように細胞懸濁液を調整した。両細胞懸濁液には、細胞融合での細胞膜の再生を促進するために、0.1mMの塩化カルシウム、0.1mMの塩化マグネシウムを添加した。 BCP-immunized mouse spleen cells (φ5 μm) and mouse myeloma cells (φ10 μm) immunized with BCP (Blue Carrier Immunogenic Protein) antigen were used. BCP antibody-producing cells are present in mouse spleen cells immunized with BCP antigen. BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells are mixed 1: 2 and both cells are suspended in an aqueous mannitol solution at a concentration of 300 mM, and the cell suspension is made to a density of 5.0 × 10 6 cells / mL. The liquid was adjusted. To both cell suspensions, 0.1 mM calcium chloride and 0.1 mM magnesium chloride were added in order to promote cell membrane regeneration by cell fusion.
まず、上記細胞懸濁液600μL(BCP免疫マウス脾臓細胞数:約100万個、マウスミエローマ細胞数:約200万個)をスペーサーの導入口よりシリンジを用いて注入し、交流電源により電圧20Vpp、周波数3MHzの矩形波交流電圧を電極間に印加したところ、2〜3秒程度の極めて短い時間でアレイ状に形成した複数の微細孔に、BCP免疫マウス脾臓細胞およびマウスミエローマ細胞を固定することができ、複数の細胞をアレイ状に配置させることができた。 First, 600 μL of the cell suspension (BCP immunized mouse spleen cell number: about 1 million cells, mouse myeloma cell number: about 2 million cells) was injected from the introduction port of the spacer using a syringe, and a voltage of 20 Vpp, When a rectangular wave AC voltage with a frequency of 3 MHz is applied between the electrodes, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells can be fixed in a plurality of micropores formed in an array in an extremely short time of about 2 to 3 seconds. It was possible to arrange a plurality of cells in an array.
次に、電源を直流パルス電源(ネッパジーン株式会社製、LF101)に切り換えて、電極間に電圧250V、パルス幅30μsの直流パルス電圧を印加し細胞融合を行い、そのまま10分静置したあと細胞融合容器内の細胞懸濁液をHAT培地(H:ヒポキサンチン(hypoxanthine)、A:アミノプテリン(aminopterine)、T:チミジン(thymidine)を成分とする培地)に入れ、融合細胞の培養を行った。なお、HAT培地は、融合細胞のみを選択的に増殖させる培地である。細胞懸濁液を入れたHAT培地をCO2インキュベータに入れて細胞培養を行い6日後に融合細胞をカウントした結果、1000個の融合細胞を確認することができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞100万個に対して10/10000の融合確率を得られた。ここで、融合確率とは、(融合細胞数)/(使用したBCP免疫マウス脾臓細胞数)のことを表す。また、得られた融合細胞を培養したHAT培地から上清を取り、酵素免疫分析法(ELISA)により、融合細胞のうちBCP抗体を産生する融合細胞数をカウントした結果、12個のBCP抗体産生融合細胞を確認する事ができ、注入した全BCP免疫マウス脾臓細胞の100万個に対して、12/1000000の抗体産生融合細胞獲得率を得られた。なお、ここで抗体産生融合細胞獲得率とは、(BCP抗体産生融合細胞数)/(使用したBCP免疫マウス脾臓細胞数)のことを表す。
これは、後述する比較例1に示した通常の電気的細胞融合における融合確率0.2/10000の50倍の融合確率および、通常の電気的細胞融合における抗体産生融合細胞獲得率0.19/1000000の63倍の抗体産生融合細胞獲得率であり、効率的な2細胞一対での細胞融合かつ、効率的な抗体産生細胞の取得を確認することができた。なお、比較例2に示した直径の異なる2種類の細胞を用いて、微細孔の上に細胞Aを固定した後、細胞Aのさらに上から細胞Bを固定して行った電気融合における抗体産生融合細胞獲得率3/1000000に対しても、4倍の抗体産生融合細胞獲得率であり、効率的な抗体産生細胞の取得を確認することができた。
また比較例3に示したBCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:1で混合して、細胞融合領域に導入し、交流電圧を印加することにより微細孔に細胞を固定し、同様に細胞融合を行う方法における抗体産生融合細胞獲得率2/1000000に対しても、本方法は6倍の抗体産生融合細胞獲得率であり、効率的な抗体産生細胞の取得を確認することができた。
さらに、比較例4に示した微細孔を有しない並行電極で挟まれた細胞融合領域を有する細胞融合装置における電気融合における融合確率4.2/10000と抗体産生融合細胞獲得率8/1000000に対しても、本方法は融合確率、抗体産生融合細胞獲得率共に高い値を示しており、微細孔を設けた細胞融合装置を用いた本方法により、細胞をより有効に効率よく利用できる細胞融合が可能となった。
Next, the power supply is switched to a DC pulse power supply (LF101, manufactured by Nepagene Co., Ltd.), cell fusion is performed by applying a DC pulse voltage with a voltage of 250 V and a pulse width of 30 μs between the electrodes. The cell suspension in the container was placed in a HAT medium (H: hypoxanthine, A: medium containing aminopterine, T: thymidine), and the fused cells were cultured. The HAT medium is a medium for selectively growing only fused cells. The HAT medium containing the cell suspension was placed in a CO 2 incubator and cell culture was performed. After 6 days, the number of fused cells was counted. As a result, 1000 fused cells could be confirmed. A fusion probability of 10/10000 per piece was obtained. Here, the fusion probability represents (number of fused cells) / (number of spleen cells used in BCP immunized mice). Moreover, the supernatant was taken from the HAT medium in which the obtained fused cells were cultured, and the number of fused cells producing BCP antibody among the fused cells was counted by enzyme immunoassay (ELISA). As a result, 12 BCP antibody productions were obtained. Fusion cells could be confirmed, and an antibody-producing fusion cell acquisition rate of 12/1000000 was obtained for 1 million spleen cells of all injected BCP immunized mice. Here, the antibody-producing fused cell acquisition rate represents (number of BCP antibody-producing fused cells) / (number of spleen cells of BCP immunized mice used).
This is because the fusion probability is 50 times the fusion probability 0.2 / 10000 in normal electric cell fusion shown in Comparative Example 1 described later, and the antibody-producing fusion cell acquisition rate 0.19 / in normal electric cell fusion. The antibody-producing fused cell acquisition rate was 63 times that of 1,000,000, and it was confirmed that efficient cell fusion in a pair of two cells and efficient acquisition of antibody-producing cells were confirmed. In addition, antibody production in electrofusion performed by fixing the cell A on the micropore using the two types of cells having different diameters shown in Comparative Example 2 and then fixing the cell B from above the cell A The antibody production fusion cell acquisition rate was 4 times as high as the fusion cell acquisition rate of 3 / 1,000,000, and efficient acquisition of antibody production cells could be confirmed.
In addition, the BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells shown in Comparative Example 3 were mixed at a ratio of 1: 1, introduced into the cell fusion region, and the cells were fixed in the micropores by applying an alternating voltage. The antibody production fusion cell acquisition rate was 6 times higher than the antibody production fusion cell acquisition rate of 2 / 1,000,000 in the method of performing fusion, and it was possible to confirm the efficient acquisition of antibody production cells.
Further, for the fusion probability 4.2 / 10000 and the antibody-producing fused
また、本実施例1で、直流パルス電圧を100V〜600Vの間で変化させた場合の、直径の異なる2種類の2つの細胞の接触面にかかる電界強度を横軸に、注入した全BCP免疫マウス脾臓細胞に対する抗体産生融合細胞獲得率を縦軸に表したグラフを図15に示す。これより、2.0×105〜5.0×105(V/m)の範囲で融合を行った場合、通常の電気的細胞融合における抗体産生融合細胞確率と比べ、40倍以上高い抗体産生融合細胞確率を得られた。
(比較例1)
比較のため、通常の電気的細胞融合を行った。電気的細胞融合を行う電極には、電極間1mmの金製のワイヤー電極(ネッパジーン株式会社製、MSゴールドワイヤー電極)を用い、この電極に細胞融合用電源(ネッパジーン製、LF101)を接続した。
Further, in Example 1, when the DC pulse voltage was changed between 100 V and 600 V, the electric field strength applied to the contact surface of two types of two cells having different diameters was plotted on the horizontal axis for all injected BCP immunity. FIG. 15 shows a graph in which the vertical axis represents the antibody-producing fused cell acquisition rate for mouse spleen cells. Thus, when fusion is performed in the range of 2.0 × 10 5 to 5.0 × 10 5 (V / m), the antibody is 40 times higher than the probability of antibody-producing fused cells in normal electric cell fusion. Produced fusion cell probability was obtained.
(Comparative Example 1)
For comparison, normal electrical cell fusion was performed. A gold wire electrode (MS gold wire electrode, manufactured by Nepagene Co., Ltd.) having a distance between electrodes of 1 mm was used as an electrode for performing electric cell fusion, and a cell fusion power source (manufactured by Nepagene, LF101) was connected to this electrode.
細胞は、BCP免疫マウス脾臓細胞(φ5μm)とマウスミエローマ細胞(φ10μm)を用いた。マウス抗体産生細胞とマウスミエローマ細胞を4:1で混合し、両方の細胞を300mMの濃度のマンニトール水溶液に懸濁させ、5×107個/mLの密度になるように細胞懸濁液を調整した。両細胞懸濁液には、細胞融合での細胞膜の再生を促進するために、0.1mMの塩化カルシウム、0.1mMの塩化マグネシウムを添加した。 BCP immunized mouse spleen cells (φ5 μm) and mouse myeloma cells (φ10 μm) were used. Mouse antibody-producing cells and mouse myeloma cells are mixed at a ratio of 4: 1. Both cells are suspended in an aqueous mannitol solution having a concentration of 300 mM, and the cell suspension is adjusted to a density of 5 × 10 7 cells / mL. did. To both cell suspensions, 0.1 mM calcium chloride and 0.1 mM magnesium chloride were added in order to promote cell membrane regeneration by cell fusion.
上記細胞懸濁液800μL(BCP免疫マウス脾臓細胞数:約3200万個、マウスミエローマ細胞数:約800万個)を電極間に注入し、細胞融合用電源を用いて、電圧20Vpp、周波数3MHzの正弦波交流電圧を電極間に印加し細胞パールチェーンの形成を確認後、細胞融合を行うため、電圧値200V、パルス幅30μsの直流パルス電圧を印加した。10分静置したあと細胞融合容器内の細胞懸濁液をHAT培地に入れた。細胞懸濁液を入れたHAT培地をCO2インキュベータに入れて細胞培養を行い6日後に融合細胞をカウントした結果、640個の融合細胞を確認することができ、全マウス抗体産生細胞3200万個に対して0.2/10000の融合確率を得られた。また、得られた融合細胞を培養したHAT培地から上清を取り、酵素免疫分析法(ELISA)により、融合細胞のうちBCP抗体を産生する融合細胞数をカウントした結果、6個のBCP抗体産生融合細胞を確認する事ができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞の3200万個に対して、0.19/1000000の抗体産生融合細胞獲得率を得られた。 800 μL of the cell suspension (BCP immunized mouse spleen cell number: about 32 million cells, mouse myeloma cell number: about 8 million cells) was injected between the electrodes, and a cell fusion power source was used with a voltage of 20 Vpp and a frequency of 3 MHz. After confirming the formation of the cell pearl chain by applying a sinusoidal AC voltage between the electrodes, a DC pulse voltage having a voltage value of 200 V and a pulse width of 30 μs was applied to perform cell fusion. After standing for 10 minutes, the cell suspension in the cell fusion container was placed in HAT medium. The HAT medium containing the cell suspension was placed in a CO 2 incubator and cultured, and after 6 days, the number of fused cells was counted. As a result, 640 fused cells were confirmed, and 32 million total mouse antibody-producing cells were produced. A fusion probability of 0.2 / 10000 was obtained. Moreover, the supernatant was taken from the HAT medium in which the obtained fused cells were cultured, and the number of fused cells producing BCP antibody among the fused cells was counted by enzyme immunoassay (ELISA). As a result, 6 BCP antibody productions were obtained. Fusion cells could be confirmed, and an antibody-producing fusion cell acquisition rate of 0.19 / 1000000 was obtained for 32 million spleen cells of all BCP immunized mice.
(比較例2)
比較例のため、実施例1の細胞融合装置において、直径の異なる2種類の細胞を用いて、細胞Aの直径が細胞Bの直径よりも大きい場合、微細孔に細胞Aを固定した後、細胞Aのさらに上から細胞Bを固定して細胞融合を行った。
(Comparative Example 2)
As a comparative example, in the cell fusion device of Example 1, when two types of cells having different diameters are used and the diameter of the cell A is larger than the diameter of the cell B, the cell A is fixed in the micropore, Cell fusion was carried out by fixing the cell B from above A.
細胞は、BCP免疫マウス脾臓細胞(φ5μm)とマウスミエローマ細胞(φ10μm)を用いた。両方の細胞を300mMの濃度のマンニトール水溶液に懸濁させ、BCP免疫マウス脾臓細胞は1.7×106個/mLの密度になるように、マウスミエローマ細胞は3.4×106個/mLの密度になるように、それぞれ細胞懸濁液を調整した。両細胞懸濁液には、細胞融合での細胞膜の再生を促進するために、0.1mMの塩化カルシウム、0.1mMの塩化マグネシウムを添加した。 BCP immunized mouse spleen cells (φ5 μm) and mouse myeloma cells (φ10 μm) were used. Both cells were suspended in 300 mM aqueous mannitol solution, and BCP immunized mouse spleen cells had a density of 1.7 × 10 6 cells / mL, and mouse myeloma cells had 3.4 × 10 6 cells / mL. Each cell suspension was adjusted so as to have a density of. To both cell suspensions, 0.1 mM calcium chloride and 0.1 mM magnesium chloride were added in order to promote cell membrane regeneration by cell fusion.
まず、上記マウスミエローマ細胞の細胞懸濁液600μL(マウスミエローマ細胞数:約200万個)をスペーサーの導入口よりシリンジを用いて注入し、交流電源により電圧20Vpp、周波数3MHzの矩形波交流電圧を電極間に印加したところ、2〜3秒程度の極めて短い時間でアレイ状に形成した複数の微細孔1つずつに1つのマウスミエローマ細胞を固定することができ、複数の細胞をアレイ状に配置させることができた。 First, 600 μL of the mouse myeloma cell suspension (number of mouse myeloma cells: about 2 million) was injected from the introduction port of the spacer using a syringe, and a rectangular wave AC voltage with a voltage of 20 Vpp and a frequency of 3 MHz was applied by an AC power source. When applied between the electrodes, one mouse myeloma cell can be fixed to each of a plurality of micropores formed in an array in an extremely short time of about 2 to 3 seconds, and the plurality of cells are arranged in an array. I was able to.
続いて、交流電源により電圧20Vpp、周波数3MHzの矩形波交流電圧を電極間に印加したまま、上記BCP免疫マウス脾臓細胞の細胞懸濁液600μL(マウス抗体産生細胞数:約100万個)をスペーサーの導入口よりシリンジを用いて注入した。 Subsequently, 600 μL of the BCP immune mouse spleen cell suspension (number of mouse antibody-producing cells: about 1 million cells) was applied to the spacer while a rectangular wave AC voltage of 20 Vpp and a frequency of 3 MHz was applied between the electrodes by an AC power source. It was injected using a syringe from the inlet.
次に、電源を直流パルス電源(ネッパジーン株式会社製、LF101)に切り換えて、電極間に電圧250V、パルス幅30μsの直流パルス電圧を印加し細胞融合を行い、そのまま10分静置したあと細胞融合容器内の細胞懸濁液をHAT培地に入れ、融合細胞の培養を行った。なお、HAT培地は、融合細胞のみを選択的に増殖させる培地である。細胞懸濁液を入れたHAT培地をCO2インキュベータに入れて細胞培養を行い6日後に融合細胞をカウントした結果、800個の融合細胞を確認することができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞100万個に対して8/10000の融合確率を得られた。また、得られた融合細胞を培養したHAT培地から上清を取り、酵素免疫分析法(ELISA)により、融合細胞のうちBCP抗体を産生する融合細胞数をカウントした結果、3個のBCP抗体産生融合細胞を確認する事ができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞の100万個に対して、3/1000000の抗体産生融合細胞獲得率を得られた。
(比較例3)
比較例のため、実施例1の細胞融合装置において、BCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:1で混合して、細胞融合領域に導入し、交流電圧を印加することにより微細孔に細胞を固定し、同様に細胞融合を行った。
細胞は、BCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:1で混合して、両方の細胞を300mMの濃度のマンニトール水溶液に懸濁させ、3.4×106個/mLの密度になるように細胞懸濁液を調整した。
両細胞懸濁液には、細胞融合での細胞膜の再生を促進するために、0.1mMの塩化カルシウム、0.1mMの塩化マグネシウムを添加した。
Next, the power supply is switched to a DC pulse power supply (LF101, manufactured by Nepagene Co., Ltd.), cell fusion is performed by applying a DC pulse voltage with a voltage of 250 V and a pulse width of 30 μs between the electrodes. The cell suspension in the container was placed in a HAT medium, and the fused cells were cultured. The HAT medium is a medium for selectively growing only fused cells. The HAT medium containing the cell suspension was placed in a CO 2 incubator and cultured, and after 6 days, the number of fused cells was counted. As a result, 800 fused cells could be confirmed, and all BCP-immunized mouse spleen cells had 1 million cells. A fusion probability of 8/10000 per piece was obtained. In addition, the supernatant was taken from the obtained HAT medium in which the fused cells were cultured, and the number of fused cells producing BCP antibody among the fused cells was counted by enzyme immunoassay (ELISA). Fusion cells could be confirmed, and an antibody-producing fusion cell acquisition rate of 3/1000000 was obtained for 1 million spleen cells of all BCP-immunized mice.
(Comparative Example 3)
As a comparative example, in the cell fusion apparatus of Example 1, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells were mixed at a ratio of 1: 1, introduced into the cell fusion region, and an AC voltage was applied to the cells in the micropores. Was fixed and cell fusion was performed in the same manner.
BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells were mixed 1: 1, and both cells were suspended in a 300 mM aqueous mannitol solution to a density of 3.4 × 10 6 cells / mL. A cell suspension was prepared.
To both cell suspensions, 0.1 mM calcium chloride and 0.1 mM magnesium chloride were added in order to promote cell membrane regeneration by cell fusion.
まず、上記細胞懸濁液600μL(BCP免疫マウス脾臓細胞数:約100万個、マウスミエローマ細胞数:約100万個)をスペーサーの導入口よりシリンジを用いて注入し、交流電源により電圧20Vpp、周波数3MHzの矩形波交流電圧を電極間に印加したところ、2〜3秒程度の極めて短い時間でアレイ状に形成した複数の微細孔に、BCP免疫マウス脾臓細胞およびマウスミエローマ細胞を固定することができ、複数の細胞をアレイ状に配置させることができた。 First, 600 μL of the above cell suspension (BCP immunized mouse spleen cell number: about 1 million cells, mouse myeloma cell number: about 1 million cells) was injected from the introduction port of the spacer using a syringe, and a voltage of 20 Vpp, When a rectangular wave AC voltage with a frequency of 3 MHz is applied between the electrodes, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells can be fixed in a plurality of micropores formed in an array in an extremely short time of about 2 to 3 seconds. It was possible to arrange a plurality of cells in an array.
次に、電源を直流パルス電源(ネッパジーン株式会社製、LF101)に切り換えて、電極間に電圧250V、パルス幅30μsの直流パルス電圧を印加し細胞融合を行い、そのまま10分静置したあと細胞融合容器内の細胞懸濁液をHAT培地に入れ、融合細胞の培養を行った。細胞懸濁液を入れたHAT培地をCO2インキュベータに入れて細胞培養を行い6日後に融合細胞をカウントした結果、600個の融合細胞を確認することができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞100万個に対して6/10000の融合確率を得られた。また、得られた融合細胞を培養したHAT培地から上清を取り、酵素免疫分析法(ELISA)により、融合細胞のうちBCP抗体を産生する融合細胞数をカウントした結果、2個のBCP抗体産生融合細胞を確認する事ができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞の100万個に対して、2/1000000の抗体産生融合細胞獲得率を得られた。
(比較例4)
比較例のため、実施例1と同様の細胞融合装置において、微細孔を有しない並行電極で挟まれた細胞融合領域を有する細胞融合容器を用いて、BCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:2で混合して、細胞融合領域に導入し、交流電圧を印加することによりパールチェーンを作り、同様に細胞融合を行った。
なお、ここでは、上部電極と下部電極は、共に、縦70mm×横40mm×厚さ1mmのパイレックス(登録商標)基板に、ITOを成膜(膜厚150nm)したものを用いた。
また細胞は、BCP免疫マウス脾臓細胞とマウスミエローマ細胞を1:2で混合して、両方の細胞を300mMの濃度のマンニトール水溶液に懸濁させ、5.0×106個/mLの密度になるように細胞懸濁液を調整した。
両細胞懸濁液には、細胞融合での細胞膜の再生を促進するために、0.1mMの塩化カルシウム、0.1mMの塩化マグネシウムを添加した。
Next, the power supply is switched to a DC pulse power supply (LF101, manufactured by Nepagene Co., Ltd.), cell fusion is performed by applying a DC pulse voltage with a voltage of 250 V and a pulse width of 30 μs between the electrodes. The cell suspension in the container was placed in a HAT medium, and the fused cells were cultured. The HAT medium containing the cell suspension was placed in a CO 2 incubator and cultured, and after 6 days, the number of fused cells was counted. As a result, 600 fused cells could be confirmed, and all BCP immunized mouse spleen cells had 1 million cells. A fusion probability of 6/10000 per piece was obtained. Moreover, the supernatant was taken from the HAT medium in which the obtained fused cells were cultured, and the number of fused cells producing BCP antibody among the fused cells was counted by enzyme immunoassay (ELISA). Fusion cells could be confirmed, and an antibody-producing fusion cell acquisition rate of 2 / 1,000,000 was obtained for 1 million spleen cells of all BCP-immunized mice.
(Comparative Example 4)
As a comparative example, in the same cell fusion apparatus as in Example 1, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells were 1 using a cell fusion container having a cell fusion region sandwiched between parallel electrodes having no micropores. : The mixture was mixed at 2, introduced into the cell fusion region, an pearl chain was formed by applying an alternating voltage, and cell fusion was performed in the same manner.
Here, both the upper electrode and the lower electrode were formed by depositing ITO (film thickness 150 nm) on a Pyrex (registered trademark)
In addition, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells were mixed at a ratio of 1: 2, and both cells were suspended in an aqueous mannitol solution having a concentration of 300 mM, resulting in a density of 5.0 × 10 6 cells / mL. The cell suspension was adjusted as follows.
To both cell suspensions, 0.1 mM calcium chloride and 0.1 mM magnesium chloride were added in order to promote cell membrane regeneration by cell fusion.
まず、上記細胞懸濁液600μL(BCP免疫マウス脾臓細胞数:約100万個、マウスミエローマ細胞数:約200万個)をスペーサーの導入口よりシリンジを用いて注入し、交流電源により電圧20Vpp、周波数3MHzの矩形波交流電圧を電極間に印加したところ、2〜3秒程度の極めて短い時間で、BCP免疫マウス脾臓細胞およびマウスミエローマ細胞がパールチェーンを作り電極方向に連なって並んだ。 First, 600 μL of the cell suspension (BCP immunized mouse spleen cell number: about 1 million cells, mouse myeloma cell number: about 2 million cells) was injected from the introduction port of the spacer using a syringe, and a voltage of 20 Vpp, When a rectangular wave AC voltage with a frequency of 3 MHz was applied between the electrodes, BCP immunized mouse spleen cells and mouse myeloma cells formed a pearl chain and lined up in the electrode direction in an extremely short time of about 2 to 3 seconds.
ここで、パールチェーンとは、細胞が数珠状に連なって並ぶ現象のことを表す。 Here, the pearl chain refers to a phenomenon in which cells are arranged in a bead shape.
次に、電源を直流パルス電源(ネッパジーン株式会社製、LF101)に切り換えて、電極間に電圧250V、パルス幅30μsの直流パルス電圧を印加し細胞融合を行い、そのまま10分静置したあと細胞融合容器内の細胞懸濁液をHAT培地に入れ、融合細胞の培養を行った。細胞懸濁液を入れたHAT培地をCO2インキュベータに入れて細胞培養を行い6日後に融合細胞をカウントした結果、420個の融合細胞を確認することができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞100万個に対して4.2/10000の融合確率を得られた。また、得られた融合細胞を培養したHAT培地から上清を取り、酵素免疫分析法(ELISA)により、融合細胞のうちBCP抗体を産生する融合細胞数をカウントした結果、8個のBCP抗体産生融合細胞を確認する事ができ、全BCP免疫マウス脾臓細胞の100万個に対して、8/1000000の抗体産生融合細胞獲得率を得られた。 Next, the power supply is switched to a DC pulse power supply (LF101, manufactured by Nepagene Co., Ltd.), cell fusion is performed by applying a DC pulse voltage with a voltage of 250 V and a pulse width of 30 μs between the electrodes. The cell suspension in the container was placed in a HAT medium, and the fused cells were cultured. The HAT medium containing the cell suspension was placed in a CO 2 incubator and cell culture was performed. After 6 days, the number of fused cells was counted. As a result, 420 fused cells could be confirmed. A fusion probability of 4.2 / 10000 per piece was obtained. Moreover, the supernatant was taken from the obtained HAT medium in which the fused cells were cultured, and the number of fused cells producing BCP antibody among the fused cells was counted by enzyme immunoassay (ELISA). The fused cells could be confirmed, and an antibody-producing fused cell acquisition rate of 8/1000000 was obtained for 1 million spleen cells of all BCP immunized mice.
Claims (4)
1)融合させる細胞のうち直径の大きい細胞の直径より小さい微細孔を有する融合容器に前記2種類の細胞の混合懸濁液を導入し、
2)交流電圧を印加して導入した細胞を微細孔に誘導し、
3)前記微細孔内に前記細胞を固定、かつ/または、当該細胞と接した状態で前記細胞を固定し、
4)交流電圧に代えて、直流パルス電圧を印加して接している直径の小さい細胞と直径の大きい細胞とを融合する、
ことを特徴とする、細胞融合方法。 A method of fusing two types of cells with different diameters,
1) Introducing the mixed suspension of the two types of cells into a fusion container having micropores smaller than the diameter of the cells having a larger diameter among the cells to be fused,
2) Introducing cells introduced by applying an AC voltage into the micropores,
3) fixing the cells in the micropores and / or fixing the cells in contact with the cells;
4) Instead of an alternating voltage, a DC pulse voltage is applied to fuse a small diameter cell and a large diameter cell,
A cell fusion method characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011276285A JP2013126381A (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Cell fusion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011276285A JP2013126381A (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Cell fusion method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013126381A true JP2013126381A (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48777309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011276285A Pending JP2013126381A (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Cell fusion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013126381A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016199741A1 (en) * | 2015-06-08 | 2018-03-22 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | High-density microchamber array and measurement method using the same |
-
2011
- 2011-12-16 JP JP2011276285A patent/JP2013126381A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016199741A1 (en) * | 2015-06-08 | 2018-03-22 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | High-density microchamber array and measurement method using the same |
| US10974246B2 (en) | 2015-06-08 | 2021-04-13 | Japan Science And Technology Agency | High-density micro-chamber array and measurement method using same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8697446B2 (en) | Cell fusion chamber, cell fusion device, and method for cell fusion using the same | |
| Chang et al. | Dielectrophoresis-assisted 3D nanoelectroporation for non-viral cell transfection in adoptive immunotherapy | |
| US12415998B2 (en) | Method and device for uniformly treating adherent cells | |
| Şen et al. | Cell pairing using a dielectrophoresis-based device with interdigitated array electrodes | |
| Fei et al. | Micronozzle array enhanced sandwich electroporation of embryonic stem cells | |
| CN101343613B (en) | Flexible high-pass cell electric amalgamation microelectrode array chip apparatus | |
| Cottet et al. | Dielectrophoresis‐assisted creation of cell aggregates under flow conditions using planar electrodes | |
| JP2010011824A (en) | Cell fusion vessel, cell fusion apparatus, and method for cell fusion using the same | |
| Witte et al. | Spatially selecting single cell for lysis using light induced electric fields | |
| Gel et al. | Microorifice-based high-yield cell fusion on microfluidic chip: Electrofusion of selected pairs and fusant viability | |
| JP2007296510A (en) | Fine particle manipulating apparatus and fine particle manipulating method | |
| WO2018168212A1 (en) | Method for electrochemically producing hydrogel, method for producing hydrogel having pattern formed of cells, hydrogel production device, and transducer | |
| JP4910716B2 (en) | Cell fusion device and cell fusion method using the same | |
| US20130089929A1 (en) | Microdevice for fusing cells | |
| JP2013126381A (en) | Cell fusion method | |
| Hu et al. | A cell electrofusion microfluidic chip with micro-cavity microelectrode array | |
| Zhang et al. | Controllable cell electroporation using microcavity electrodes | |
| JP2008054630A (en) | Cell fusion device and cell fusion method using the same | |
| JP4918811B2 (en) | Cell fusion chamber, cell fusion device, and cell fusion method using them | |
| JP2011520448A (en) | Electroporation of adherent cells with a dense array of electrodes | |
| Qu et al. | Somatic and stem cell pairing and fusion using a microfluidic array device | |
| Clow et al. | Coplanar film electrodes facilitate bovine nuclear transfer cloning | |
| JP2008259493A (en) | Cell fusion device and cell fusion method using the same | |
| JP2009178105A (en) | Electric cell fusion apparatus | |
| Hamdi et al. | High Density Cell Electrofusion on Chip using an Array of Non-connected Metallic Pads |